【細(xì)紗智能落紗機(jī)器人的應(yīng)用方案】國(guó)內(nèi)棉紡織廠細(xì)紗短機(jī)一般都沿用著人工落紗方式，勢(shì)必造成人工成本高、設(shè)備生產(chǎn)效率低，影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益?，F(xiàn)探討細(xì)紗短機(jī)使用智能落紗機(jī)器人落紗的可行性。實(shí)踐證明，它是解決當(dāng)前紡織企業(yè)招工難和用工成本高等問(wèn)題的有效途徑之一。

眾所皆知，紡織企業(yè)具有用人多、難管理等特點(diǎn)。企業(yè)要積極響應(yīng)國(guó)家“智能化生產(chǎn)”號(hào)召，創(chuàng)新紡織行業(yè)智能生產(chǎn)模式，通過(guò)信息技術(shù)改造傳統(tǒng)紡織產(chǎn)業(yè)，實(shí)現(xiàn)了管理過(guò)程信息化、制造過(guò)程自動(dòng)化和車(chē)間生產(chǎn)智能化。對(duì)細(xì)紗機(jī)進(jìn)行落紗智能化改造，目前已有52臺(tái)國(guó)內(nèi)外一些先進(jìn)的細(xì)紗機(jī)長(zhǎng)車(chē)采用全自動(dòng)集體落紗，還有325臺(tái)（約14萬(wàn)錠生產(chǎn)規(guī)模）細(xì)紗短機(jī)仍沿用傳統(tǒng)的人工落紗的方式。如下闡述細(xì)紗智能型落紗機(jī)器人與在用的細(xì)紗長(zhǎng)機(jī)集體落紗和與人工落紗的情況，并作對(duì)比，闡明各自落紗形式的優(yōu)缺點(diǎn)。

1各種技術(shù)方案的優(yōu)缺點(diǎn)和性價(jià)比分析

1.1細(xì)紗長(zhǎng)機(jī)自動(dòng)集體落紗系統(tǒng)

細(xì)紗長(zhǎng)機(jī)自動(dòng)集體落紗系統(tǒng)一般是應(yīng)用于新上細(xì)紗長(zhǎng)機(jī)，也有用于老機(jī)改造的，其落紗效率高、用工少，留頭率相對(duì)高，較好地解決了自動(dòng)落紗問(wèn)題。不足之處是占地面積大，設(shè)備成本及費(fèi)用很高（一臺(tái)細(xì)紗機(jī)配一臺(tái)自動(dòng)落紗設(shè)備），對(duì)細(xì)紗機(jī)器材錠子和筒管要求高。若延用原有錠子和筒管易造成拔紗、插管動(dòng)作有誤，造成改造后細(xì)紗機(jī)的實(shí)際使用情況與需要達(dá)到的期望值不符。改造的與原配集體落紗裝置在許多使用技術(shù)性能指標(biāo)上有較大差距，從而會(huì)降低其可靠性和穩(wěn)定性。

1.2智能化落紗機(jī)器人

智能落紗機(jī)器人實(shí)質(zhì)是三維立體機(jī)器人，是一款集電磁感應(yīng)、光、機(jī)、電、氣全程自動(dòng)控制的智能型落紗車(chē)。主要機(jī)構(gòu)由控制面板、升降氣缸、氣囊抓管器、5組伺服電機(jī)、割紗機(jī)構(gòu)、插管機(jī)構(gòu)和拖鏈機(jī)構(gòu)等組成，通過(guò)光電、位移傳感器檢測(cè)信號(hào)對(duì)機(jī)械動(dòng)作進(jìn)行準(zhǔn)確定位，經(jīng)PLC處理后，全機(jī)主要?jiǎng)幼魍ㄟ^(guò)伺服電機(jī)控制和壓縮空氣氣動(dòng)元件智能驅(qū)動(dòng)，由操作面板控制實(shí)現(xiàn)一鍵操作，再通過(guò)智能控制，實(shí)現(xiàn)落紗機(jī)自動(dòng)行走、自動(dòng)拔管、自動(dòng)插管、滿管收集和自動(dòng)返回全過(guò)程自動(dòng)落紗。一般可1臺(tái)智能落紗機(jī)器人配對(duì)30臺(tái)細(xì)紗機(jī)，其結(jié)構(gòu)巧妙合理、自動(dòng)化程度高，能夠在不損傷紗線的前提下拔除紗管，使大量使用普通錠子的細(xì)紗機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)落紗。智能落紗機(jī)器人每組由2人操作。操作測(cè)定智能落紗機(jī)自動(dòng)落紗標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)：從落紗前準(zhǔn)備到完成落紗任務(wù)，落紗機(jī)返回時(shí)開(kāi)機(jī)生頭，整個(gè)落紗過(guò)程中停機(jī)時(shí)間為80s。

1.3人工落紗工作效能

以FA506型細(xì)紗機(jī)（420錠）為例，人工落紗每組4人，完成一臺(tái)落紗工作經(jīng)測(cè)試大約需要120~130s，由于落紗工人的工作熟練程度、勞動(dòng)強(qiáng)度、工作的連續(xù)性和緊湊性等人為因素影響，造成落紗時(shí)間還會(huì)延長(zhǎng)。

2方案的選擇和優(yōu)勢(shì)

經(jīng)過(guò)對(duì)設(shè)備性能、用工管理和投資成本等綜合因素對(duì)比，在短車(chē)?yán)霞啓C(jī)上落紗改造方案的選擇上，首選采用智能落紗機(jī)器人，通過(guò)進(jìn)行技術(shù)改造，以機(jī)器換人，減輕生產(chǎn)工人勞動(dòng)強(qiáng)度和減少用工，緩解企業(yè)生產(chǎn)成本高和招工難的問(wèn)題。其優(yōu)勢(shì)分解如下。

2.1落紗時(shí)間較短

每一落紗用時(shí)80s，比人工落紗快，理論標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)每次落紗相差43s。由于工作熟練程度、人的體能、工作的連續(xù)性和緊湊性等原因，實(shí)際人工操作與標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)相差甚遠(yuǎn)，而由于是機(jī)械自動(dòng)操作，智能落紗機(jī)自動(dòng)落紗實(shí)際操作的用時(shí)與標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)相差不大，而且能夠保證工作的連續(xù)性、緊湊性不受人的體能、操作熟練程度影響。

2.2留頭率有所提高

人工落紗時(shí)，由于手握持管紗拔取，接觸管紗表面，易產(chǎn)生人為操作斷頭。拔管時(shí)拉斷紗留的尾紗，長(zhǎng)短不一，位置參差不齊，造成開(kāi)車(chē)時(shí)斷頭多。而智能落紗機(jī)抓管器是采用抓手氣囊、握持紗管頂部的拔紗方式，在整個(gè)落紗過(guò)程中抓管器不接觸管紗的表面，管紗入滿紗框后，割紗刀架快速運(yùn)動(dòng)割斷紗，尾紗長(zhǎng)短一致，因此管紗成型不受破壞，不會(huì)損傷紗線，保證了管紗的質(zhì)量。

智能落紗機(jī)配置了2臺(tái)伺服電機(jī)，負(fù)責(zé)聯(lián)合控制拔紗裝置。拔管傳感器射出光點(diǎn)來(lái)確認(rèn)落紗機(jī)位置，控制電磁式打管器，使12只拔紗器和陸續(xù)插管能精確、可靠地按規(guī)定的運(yùn)行軌跡完成拔管、插管動(dòng)作，達(dá)到了定位“準(zhǔn)、快、穩(wěn)”，運(yùn)行更可靠，確保垂直拔紗、插管，實(shí)現(xiàn)了落紗后較高的留頭率。根據(jù)實(shí)際測(cè)定統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)表明，智能落紗機(jī)相比人工落紗留頭率高出8.5個(gè)百分點(diǎn)。

2.3減少用工

原來(lái)每個(gè)落紗小組由4人組成，最多可負(fù)責(zé)30臺(tái)細(xì)紗短車(chē)，325臺(tái)細(xì)紗機(jī)需11組，4人/班，每組3班，則需132人?，F(xiàn)已購(gòu)進(jìn)14臺(tái)智能落紗機(jī)器人，每臺(tái)機(jī)器人負(fù)責(zé)落紗，1人/班，3個(gè)班，共需42人，總減少用工132-42＝90（人）。

3智能落紗機(jī)器人的操作使用特點(diǎn)

3.1操作流程

一臺(tái)智能落紗機(jī)僅需一人操作，工作內(nèi)容是：上空管—通電—通氣—輔助落紗機(jī)上軌道—落紗跟蹤觀察—落紗完畢細(xì)紗機(jī)開(kāi)車(chē)啟動(dòng)—落紗機(jī)自動(dòng)返回—檢查紗線并接斷頭—卸滿紗—下一落紗準(zhǔn)備。

3.2操作方式

完善的設(shè)計(jì)使智能落紗機(jī)操作變得極為簡(jiǎn)單，一鍵操作即可完成整個(gè)落紗動(dòng)作過(guò)程。

3.3人員要求

對(duì)操作工體能、文化程度、操作熟練程度沒(méi)有特別要求，一臺(tái)智能落紗機(jī)重量約150kg，無(wú)論男女或年紀(jì)大小的新工人只要培訓(xùn)半天，就能直接上崗輕松操作。

3.4智能化落紗車(chē)缺點(diǎn)

一次動(dòng)作拔12個(gè)滿管，一次插一個(gè)空管，效率相對(duì)降低，落紗小車(chē)還需要人工駕駛。

3.5“三率”指標(biāo)

智能落紗機(jī)器人采用多功能的氣囊式抓管機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，以及高效率的旋轉(zhuǎn)留尾紗技術(shù)設(shè)計(jì)等，使得拔管準(zhǔn)確率平均達(dá)99%，插管準(zhǔn)確率平均98%，開(kāi)車(chē)后留頭率平均97%。留頭率的提高，對(duì)下次生頭工技能要求有了降低。

3.6智能化落紗車(chē)能很方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)老機(jī)的改造

兩臺(tái)智能化落紗車(chē)組成一組，可以滿足30~40臺(tái)細(xì)紗機(jī)的落紗。兩臺(tái)落紗機(jī)為一個(gè)落紗組，落紗機(jī)可分左右手，也可以不分左右手，方便使用廠家選擇。

4智能落紗機(jī)器人的改造對(duì)器材的要求

智能落紗機(jī)器人對(duì)器材的要求為：

不需要對(duì)錠子及筒管的專門(mén)改造，能適應(yīng)光錠桿、鋁錠桿落紗；可與任何新老環(huán)錠細(xì)紗機(jī)配套使用;該機(jī)垂直錠桿拔管、插管，不接觸管紗表面，拔管模擬人工搓旋，使紗管預(yù)先脫離錠子，不傷錠子和紗管;器材消耗主要是氣囊，使用壽命根據(jù)光錠桿和鋁錠桿種類不同，一般在1~5個(gè)月不等，一個(gè)氣囊價(jià)值10元，運(yùn)行費(fèi)用低。

5使用智能落紗機(jī)器人對(duì)管理的要求

5.1落紗時(shí)要將錠桿拔起

使用智能落紗機(jī)器人存在著落紗機(jī)落紗時(shí)經(jīng)常把錠子一起拔起的情況，故應(yīng)通過(guò)把錠腳失效的錠子逐步維修或更換，保證鋼領(lǐng)板平齊，

隔紗板進(jìn)出位置統(tǒng)一，葉子板高低一致，錠子高低一致。

5.2更換刀片防止紗尾割不斷

落紗時(shí)，剪刀有時(shí)割不斷紗尾，致使小車(chē)在行走時(shí)扯斷紗，造成紗過(guò)長(zhǎng)，通過(guò)及時(shí)更換尾紗刀片，使其始終保持鋒利狀態(tài)，避免割不斷現(xiàn)象的發(fā)生，建議使用進(jìn)口刀片，使用壽命長(zhǎng)，減少了更換次數(shù)。

5.3減少高管避免錠桿纏回絲

細(xì)紗落紗時(shí)不可避免地在錠桿上會(huì)留有回絲，使用能落紗機(jī)器人時(shí)的紗尾比人工落紗的紗尾要長(zhǎng)，更容易增加回絲。生成回絲的根源主要是細(xì)紗管天眼堵塞，造成高管現(xiàn)象。另外，適當(dāng)調(diào)高細(xì)紗的始紡位置，也能減少回絲量。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的實(shí)踐，回絲明顯減少，大大提高了落紗效率，問(wèn)題得到了解決。

6結(jié)語(yǔ)

企業(yè)使用智能落紗機(jī)器人一年多來(lái)，測(cè)試公司所有機(jī)型、所有品種、所有的不同紡紗型式（有普通紡、緊密紡、賽絡(luò)緊密紡和色紡等）、不同的錠子結(jié)構(gòu)（光錠桿和鋁錠桿）。其測(cè)試結(jié)果為：拔管率：99.9%；插管率：99.9%；留頭率：94.4%，整體效果滿意）智能落紗機(jī)器人的使用也讓企業(yè)看到自身存在的問(wèn)題，同時(shí)認(rèn)識(shí)到，對(duì)于新技術(shù)的推廣應(yīng)用，作為使用者應(yīng)具備積極態(tài)度，不能一味地依賴廠家，應(yīng)對(duì)不適應(yīng)的細(xì)紗機(jī)進(jìn)行對(duì)應(yīng)調(diào)整，并實(shí)施一系列相應(yīng)的技術(shù)措施和管理制度改革。

使用智能落紗機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)節(jié)省落紗時(shí)間、降低勞動(dòng)強(qiáng)度和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。這是當(dāng)前紡織企業(yè)解決招工難和用工成本高等問(wèn)題的有效途徑之一。

另外，使用了智能落紗機(jī)器人后，給公司一個(gè)新的挑戰(zhàn)，在后紡自動(dòng)落筒機(jī)配備了自動(dòng)理管機(jī)，直接把空管分別大小頭整齊擺放到空管箱，又是一個(gè)節(jié)省人工的好項(xiàng)目。