集体落纱高效 智能小车省人

　　使用落纱小车还是使用集体自动落纱装置？不同的企业会根据自己的实际情况做出不同的选择。经纬纺机股份有限公司榆次分公司、上海二纺机股份公司、铜陵松宝公司、陕西恒鑫精密纺织机械公司等是国内较早涉足这些领域的企业，它们的产品已经获得行业的普遍认可。我们将这些企业的有关产品研发过程和特点介绍给广大用户企业，希望可以给纺织企业选取设备提供一些参考和帮助。
　　集体落纱装置
　　经纬纺织机械股份有限公司榆次分公司
　　2001年研发出了F1520型集体落纱细纱机长车，开启了中国集落细纱机的时代。
　　每年万锭减少人工支出30多万元
　　经纬纺织机械股份有限公司榆次分公司是中国最早开发集体落纱长车的公司，早在上世纪90年代末就开发生产出了第一代集落长车——F1518。该集体落纱系统借鉴了丰田和苏逊集体落纱装置的优点，但由于中国基础工业的缘故，该机型早些年并没有大量推广。2001年，公司研发出了F1520型集体落纱细纱机长车，开启了中国集落细纱机的时代。经过10年完善改进，F1520细纱机集体落纱装置趋于成熟和稳定。公司又于2004年10月研制成功带紧密纺的F1530型集体落纱细纱机长车，2011年研制成功新一代JWF1562系列集体落纱细纱机长车。经纬榆次公司目前年产设备6000余台，其中年产集体落纱细纱长车2000多台。
　　与传统机型相比，JWF1562系列对集体落纱设备做了革命性的改造和提升。该系列设备采用高灵敏、中惯量伺服电机驱动新型减速箱，带动新型丝杆传动机构实现气架升降，左右丝杆通用，安装简单快捷；采用新型气架部件，人字臂由推改为拉，解决了推杆的弯曲造成气架走形的问题；采用整体短臂，摆臂座直接装到中墙板上通过销孔定位；采用新型气架里外摆机构，运行更稳定、更可靠。JWF1562系列设备的人字臂采用无间隙连接，车头首个人字臂支撑座采用开口式，解决了人字臂滑移难题，避免了气架悬伸，气架压管一致，即使长期使用也不会发生变形；凸盘输送导轨，直接装在中墙板上，采用销子定位，采用新型撑爪，可保证每个撑爪都能正常工作，彻底避免托盘错位。目前，JWF1562系列集体落纱装置的集体落纱拔管率大于99.5%、集体落纱的插管率为100%、集体落纱后细纱机的开车留头率大于97%（纺中支纱）、集体落纱停机时间为3.5分钟。
　　生产表明，使用集落长车的用户企业万锭落纱工平均为1.5人，与短车相比，每年万锭可减少人工支出30多万元，同时很大程度上降低了落纱工的劳动强度。集体落纱长车还缩短了落纱时间，留头率相对较高，减少了断头，从而提高了劳动生产率；使用长车可以减少占地面积，降低投资成本（厂房投资可减少20%）；使用长车还能够有效减少纱线机台间的差异，提高纱线品质。
　　上海二纺机股份有限公司
　　从上世纪90年代就已经开始了集体落纱细纱机的研制工作。
　　可减少用工人数40%~50%
　　上海二纺机股份有限公司集体落纱细纱机研发工作从上世纪90年代就已经开始了。在最初的10年中，由于集体落纱装置的技术研究和积累处于起步阶段，受技术方案、电机控制及各机电配套等因素的限制，集体落纱装置的稳定性和可靠性不尽如人意，设备仅在试验室和展览会上运行，无法进入纺织厂正常运行和使用。直到2004年，公司对集体落纱装置进行了二次开发，对技术方案进行了重新评定，并且在用户厂家的合作下，重新开发了集体落纱细纱机。此后，集体落纱细纱机正式投入批量生产，并进入用户厂使用。目前集体落纱细纱机已经成为公司常态化、批量化的商品，并逐渐成为公司的主导产品，同时出口多个国家。
　　集体落纱细纱机的集体落纱拔管、插管率的行业标准指标为99.5%，公司的企业内控标准指标为100%；开车留头率的行业标准指标为96%，公司的企业内控标准指标为98%。集体落纱装置的落纱时间3分钟、纱管输送时间45分钟。与普通细纱机相比，使用集体落纱细纱机可减少用工人数40%~50%，同时可大大减轻操作人员的劳动强度，所以采用集体落纱细纱机对减员增效，改善劳动者的工作条件均大有益处。
　　上海二纺机股份有限公司的细纱设备目前已实现单机自动化，下一步将实现联合机组，即粗纱机、细纱机、络筒机进行联机，实现纺纱工序间的自动化。
　　细纱机集体落纱装置为纺织业的操作自动化提供了装备，为企业减员增效作出了贡献。但目前行业内尚有大量无集体落纱装置的细纱机有待实现自动化升级，还须作进一步的探索和实践，以期寻找出一个适合的方案。新细纱机配集体落纱和实现粗、细、络联是纺纱设备自动化发展的趋势，探索纺纱设备的智能化也是细纱机发展的另一个发展方向。
　　落纱小车装置
　　安徽铜陵市松宝机械有限公司
　　主导产品环锭纺智能落纱机于2009年诞生，该机落纱拔管率达100%，插管准确率达98%。
　　减少用工维护费用低
　　多年前，铜陵松宝机械有限公司与清华大学、合肥工业大学等多家国内科研机构和企业着手研发S9型环锭纺智能落纱机。该环锭纺智能落纱机于2009年诞生。
　　该机采用先进的可编程自动化运动控制器(PAC)电气控制系统和交流伺服电机驱动控制系统，机械抓手采用三维直角坐标机器人控制平台技术，实现了拔管、插管、返回的全程自动化。总体来说，该机主要解决了三大问题：一是方便老机改造，无须改变锭子和筒管；二是服务于多台落纱，最大限度地利用了落纱机使用效率；三是完全取代了人工拔、插落纱环节，减轻了落纱工的劳动强度。该机的研发成功颠覆了国内外自动落纱只能适应铝套管锭子的难题，并且该技术填补了国内外空白。目前，该机共申请专利28项，其中发明专利9项，已授权发明专利4项。
　　该机在提高生产效率的同时极大改善了管纱的留头率和纱线损坏问题。该落纱机落纱拔管率达100%，插管准确率达98%，开车留头率达97%，落纱所需用工比手工落纱用工减少2/3以上，且落纱质量远远好于手工落纱。据行业专家介绍，一台480锭的细纱机配集体落纱装置与松宝公司智能落纱机的投入有不小差距。比如，480锭短车集体落纱装置设备投入约160元/锭，仅仅适用于一台480锭细纱机的落纱，虽然用工减少明显，但后期维护和耗材费用较高；S9型智能落纱机设备投入(根据所纺支数和承担落纱的机台数不等)约合50元/锭~75元/锭，2台落纱机为一组，落纱范围可达5760锭~21000锭，落纱用工可减少1/2人数且后期维护和耗材费用较低。
　　陕西恒鑫精密纺织机械有限公司
　　HX-L78型智能落纱小车是新一代可代替人工的智能落纱小车。
　　万锭细纱落纱用工可节省12～14人
　　HX-L78型智能落纱小车是陕西恒鑫精密纺织机械有限公司根据市场发展需求，广泛吸取国内外相关领域的先进技术，运用全新设计理念，高起点、高标准开发出来的新一代可代替人工的智能落纱小车。恒鑫精密纺机公司开发的HX-L78型智能落纱小车重量180千克，其留头率大于95%、开机断头率小于5%，拔管率、插管率均大于99.5%，据预测万锭细纱落纱用工可节省12～14人。
　　公司副总经理马岩认为，伴随人们对高品质纺织品需求不断增加，纺纱企业间的竞争日趋剧烈，纺制高档产品的企业逐渐增多，对设备的要求也在不断提高。为减少半制品在操作、工序间运送等过程中因触摸、摩擦、碰撞等对成纱造成纱疵、毛羽影响，减少用工、提高生产效率，全自动落纱系统正在成为未来几年的发展趋势。目前，国外几家生产粗纱机的企业已经相继开发了自动落纱系统以及自动运输线，包括粗细联等技术，国内企业也在开发了自己的机型。随着用工成本的提高，全自动的带自动落纱的细纱机已经在市场上有了一定的需求，这也是未来发展的必然趋势，在不久的将来必将被纺纱企业广发应用。他同时表示，由于现有老设备细纱机短车改造市场空间很大，但真正能做的企业并不多，所以陕西恒鑫要加快智能落纱小车的研制和改进速度，抓住这个市场契机为推进我国的细纱机智能化、自动化做出贡献。
　　三种新型落纱小车性能比较
　　□中国纺织机械和技术进出口有限公司郑可昌
　　近几年，国内有几家公司先后推出了智能落纱机、落纱机器人和落纱小车。其中较早推出的有3家公司，分别为安徽铜陵松宝机械公司生产的SOBONE-S9型智能落纱机(以下简称SOBONE-S9型落纱机)，无锡集聚智能纺织机械有限公司生产的落纱机器人(以下简称无锡集聚落纱机器人)，江阴华方新技术科研有限公司生产的HFLS708型落纱小车(以下简称HFLS708型落纱小车)。可以看出，这3种新型小车落纱机的拔管率、插管率及留头率等几项性能指标基本上差异不大，但落纱时间、功率、外形尺寸及重量等几项性能指标略有不同。
　　SOBONE-S9型落纱机
　　铜陵松宝机械有限公司研制生产的SOBONE-S9型环锭纺智能落纱机，一侧安装光杆锭子，另一侧安装铝套管锭子。该机的抓管器垂直于龙筋拔纱，有利于提高纺纱质量。我们知道现有电动落纱机是采用预松盘和落纱盘来铲拔并提升纱管的，与水平面呈一定倾斜角的预松盘和落纱盘在随小车行进中，除了产生拔纱的垂直分力外，还产生水平分力，水平分力可能撞坏锭子和损伤管纱表面，这是纺制高品质纱线所不能接受的。为彻底解决这一问题，该机采用抓管器握持纱管顶部且垂直于龙筋顶面拔纱，锭杆横向不受力，不会损坏锭子，而抓管器拔纱时不接触管纱的表面，因此管纱也不会受损。
　　松宝智能落纱机在自动落纱和插管的方法及其结构和控制上应用了专利技术，使落纱小车在技术上有了重大突破。小车在行进中实现垂直拔纱的关键有两点：一是系统中的飞剪子程序在拔管阶段运行使从轴跟踪主轴，即当主轴伺服电机传动小车匀速向前移动的同时，从轴伺服电机跟踪主轴使拔纱装置反向匀速移动，这样拔纱装置同正在拔的管纱保持相对静止；二是另外两台伺服电机负责联合控制拔纱装置，使其按规定路线作弧线插补。这样定位更准更快，运行更可靠，从而确保垂直拔纱。由于该机是在行进中拔管和连续逐锭插管，因此落纱速度大大提高，480锭机台的落纱时间约为2分钟(左右各一台同时落纱)。
　　华方HFLS708落纱小车
　　江阴华方新技术科研有限公司推出的落纱小车采用固定安装形式，即每次落纱结束，小车不从轨道上推下来，而是停放在细纱机车尾，等待下一落纱。该机采用人工辅助移动式，即两台落纱小车为一组，可同时供多台细纱机使用。
　　该机拔纱时采取先预松的方式，并且采用模拟人工的旋转方式进行预松。由于搓旋是在筒管顶部或底部进行，不触及纱，所以预松中不会损伤纱。另外采用搓旋的方式使用较小外力，就能将纱管和锭杆脱离，这时偏心轮盘适时将管纱带出，即实现落纱。由于管纱已被预松，所以落纱所需外力较小，并且偏心轮盘等零件与锭子及管纱接触的表面采用包覆软橡胶处理，因此也可做到不损伤锭子和筒纱。松宝环锭纺智能落纱机和无锡集聚落纱机器人拔纱装置均不先预松，这对光杆锭子来说，拔纱力较大，不仅使功耗大，而且易损坏机件。
　　该机在落纱时不需要翻转隔纱板（电动落纱机要翻转隔纱板），这不仅简化了落纱时的操作，而且也可减少翻转隔纱板故障，提高落纱效率。该机落纱不用倒隔纱板与偏心轮盘的结构设计有关。这种设备采用间隙可控式插管方式，小车每移动一锭距离，输管和插管装置送出一只空管并插管一次，输管和插管整个过程通过精确计算，固化比例，并设置了双圆弧轨道，确保插管准确稳定。该机采用逐锭拔管、逐锭插管同步进行，因此减少了操作环节，有利于提高落纱效率。拔管、插管部件与机架采用悬浮结构设计。这种悬浮机构设计，既满足了拔管插管的运作要求，也降低了小车对细纱车间地面落差的要求。该机整个系统的运转由一台直流电机传动，并由磷酸铁锂充电电池供电，因此不需要外接电、气、液等动力，结构也相对简单明了，具有改造安装工作量小，周期短、费用低等优点。本机落纱前在纱筐架上放置两只纱筐，其中一只纱筐处于接收纱管的位置，当其装满时，换位装置使其自动退位，而另一纱筐自动进入接收管纱的位置，这样可提高小车效率，减轻工人劳动强度，也有利增加纱筐的存纱量，这在纺大卷装纱时显得尤为重要。
　　无锡集聚落纱机器人
　　无锡集聚公司推出的两代落纱机器人产品在拔纱的方法、结构等方面有很大不同，前者的拔纱机械手在拔纱时要柔和地接触管纱表面，而后者则是采用类似集体落纱的拔纱形式，拔管器握持纱管顶部垂直拔纱，可实现落纱既不伤纱，又不损锭。
　　拔管器垂直于龙筋顶面拔纱。这种落纱机器人采用拔管器拔纱，这方面和集体落纱相似。该机每次可拔6个、8个或12个纱，具体每次拔纱数量多少与两个罗拉座之间的锭数、落纱机器人的外形尺寸等有关，须视用户的需求和细纱机的车间情况等来确定。该机拔纱时，落纱小车完全是静止的，这一点和日本丰和公司的HAD-S型小车落纱机拔纱方式相同。因为是在小车静止状态拔纱，所以更易实现用抓管器垂直拔纱，拔纱时既不损锭，也不伤纱。
　　无锡集聚公司早期推出的全自动落纱机器人是固定安装式的，即两台小车固定安装在一台细纱机上使用，可实现全自动落纱。其缺点是万锭配置的小车多，并在不工作时小车要占据细纱机车头、车尾的一部分位置，可能会造成操作、维护等不便。后来公司又推出了辅助移动式落纱装置，落纱时两名落纱工分别人工辅助小车在多台细纱机（须是同一种规格的筒管）间移动，一般每20台细纱机（≤516锭/台）为一组。当细纱机纺纱号数较低时，如纺11.7tex纱，则可扩大50台细纱机为一组。由于该机采用间隙式拔纱方式拔纱，所以其落纱时间要比松宝智能落纱机长些。
　　集体落纱细纱机如何更经济可靠
　　集体落纱细纱机是近几年推出的主要纺纱设备，其整个纺纱过程可实现全自动操作，缩短落纱时间，省去了空纱管的人工整理工作，其整理设备自动化程度高，劳动生产率高，工人劳动强度低。目前，集体落纱细纱长车运行的可靠性、稳定性是困扰设备制造企业和纺织企业的一个重要问题，为了实现集体落纱装置的经济、可靠运行运行，本期栏目就湖北武汉江南实业集团有限公司、经纬股份有限公司榆次分公司等单位的做法进行了介绍。
　　方法一加强保养维护
　　发挥集体落纱装置效果
　　□湖北武汉江南实业集团有限公司 计万平
　　2010年我公司相继安装了61台集体落纱装置，正常运行以来，企业生产效率、纺纱质量均有所提高，基本扭转了公司细纱工序用工多、劳动强度高、生产效率低的局面，取得了较好的使用效果。通过使用我们发现，加强集体落纱部分维护可以使集体落纱装置发挥更大的效果。
　　我们对集体落纱部分主要从以下几个方面进行维护。设备按钮由专人操作，禁止不熟悉的人操作设备；禁止碰撞任何信号开关及开关座，防止电气信号产生位移而造成误动作；禁止随意移动开关的位置及调整光电开关的灵敏度。
　　白班和运转班维修人员要按时检查凸盘及抓管器。抓管器更换不及时易造成漏气，影响正常运行。凸盘损坏后要及时更换，禁止随意增减凸盘，以免造成凸盘错位。
　　每个运转班要经常检查铲纱运行、落纱装置运行是否正常，如果发现异常现象，应及时停止落管，排除问题后再继续运行落纱。集体落纱运行前，应检查机器两侧通道是否有障碍物，导纱板上是否有杂物；满纱管和空纱管是否输送完毕，左右两侧凸盘和抓管器的位置是否对正；检查中间位管栓上面是否插有纱管；控制好落纱时间，尽量避免相邻两台车同时使用集体落纱装置，以免造成人员伤害。
　　集体落纱运行时，禁止在集体落纱未完成时将空纱管插入锭子，以免撞坏抓管器；集体落纱自动运行时，要安排人员监护。通过这些保养可以看出，在JWF1520型细纱机纺纱速度高出18.5%的情况下，其成纱质量仍明显优于FA506型细纱机，尤其是千锭时断头降低幅度明显。
　　方法二改进中间位安装技术
　　提高集体落纱的可靠性
　　□经纬股份有限公司榆次分公司 娄棠云
　　经过生产实践我们发现，影响集体落纱装置质量的关键装配环节主要有：锭子中心纵向的直线度；气架高低、进出的一致性；托盘的直线度；中间位管栓的定位和调整精度；电气控制系统和检测装置的调整质量。为了进一步提高集体落纱的可靠性，我们主要对其中间位安装位置及要求进行了研究。
　　中间位管栓的安装位置直接影响到抓管器插拔纱管。为了解决此问题，我们制作了钻孔工具装置，以确保每个管栓的中心距公差为±0.1毫米，保证了中间位管栓的定位。中间位的成型为辊轧成型，后加工长短，应反复校直，保证了其直线度、平面度要求。同时还要严格控制管栓注塑同轴度。通过对管栓结合件注塑模具的精度控制、螺栓的定位控制，加强注塑工艺及检验机制以保证管栓塑件的质量，避免组合后中间位管栓的偏移、歪斜现象。
　　安装设计改进通过对结构及存在问题进行分析，重新设计了产品结构和装配关系。支架由原先的外翻式改为内翻式，组合后中间位支架接触面增加，并且受力由向外的拉力改为向下的压力，缓解了原先结构气架下压后的受力变形。
　　托座结构改进后增加了支架支撑面。调整时用气架抓起纱管，下降到纱管底部距管栓顶部5毫米时，初次调整每锭的中间位管栓居于纱管居中，然后下降气架将纱管放到管栓上，在纱管顶部拉线检查中间位管栓的直线度。如果某段中间位管栓偏离可调整这段的管栓支架。经过分析研究，通过对中间位的加工工艺、安装方法及结构的改进，可以从根本上克服以往存在的问题，有效提高了集体落纱长车运行的可靠性。
　　方法三设计自动落纱装置
　　改造旧式细纱机
　　□南昌航空大学航空制造工程学院 朱保利
　　目前，我国除了一些先进的大锭数、长细纱机采用集体自动落纱外，还存在大量不带集体自动落纱的旧式细纱机。带集体自动落纱装置的细纱机造价过高，不少纺织企业无力承受这么高的价格，大部分细纱机仍然采用人工落纱方式，但仍存在用工多，劳动强度大，生产效率较低等不足，开发适合旧式细纱机的自动落纱装置成为当务之急。
　　总体设计方案主要由抓管部分、放空管部分、行进部分、蓄电池组组成。自动落纱装置箱体部分由角铁焊出骨架，外面装有面板，可以打开；箱体左右装有扶手，用于手动推拉自动落纱装置。自动落纱装置装有定位电磁铁，定位电磁铁上装有定位电极，自动落纱装置到达停车位置时，电磁铁通电推出定位电极与短路环接触，以停止行进。自动落纱装置的滑轮安装板上装有轮毂、凹槽的定向滑轮，用于连接细纱机的定向导轨，行进由两只前轮驱动，后轮为万向从动轮。当自动落纱装置上的红外接收装置接收到细纱机上红外发射装置发送来的落纱完成信号时，自动落纱装置开始工作。抓管机构完成抓满纱管的工作，放管机构完成放空纱管工作，控制器完成用户指令的输入、运行显示、工作状态指示、蓄电池电压监测等功能。
　　放空管部分由空管箱、空管推杆组和旋转托盘3部分组成。空管箱的底部开10个锯齿形状的槽并与旋转托盘水平对齐，旋转托盘上设计10个装空纱管的空位，在空管箱的另一侧安装3组空管推杆组，空管箱的底部锯齿形状槽与推杆组水平对齐，步进电动机驱动推杆组从空管箱的底部锯齿形状槽通过，将空管箱的空纱管推入旋转托盘空纱管空位中。