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纺织机械行业的自动化需求

   纺织机械的技术升级，纺织机，自动化的重要性越来越不言而喻。近期，工g业和信息x化部发布了关于纺织机械工业结构调整的指导意见，意见指出：纺织机械工业“两化”融合水平较低，纺织机械设计制造集成化、模块化、自动化、信息化的应用还不普遍，产品自动控制水平较低，信息化和工业化**融合水平亟待提高。

   而具体到当前的纺织机械行业，由于纺织行业工艺复杂、流程较多，所以对于不同种类的纺织机械，其自动化需求也呈现出多样化。为此，记者采访了我国纺织机械自动化*、高j级工程师吕渭贤，请他对纺织机械行业的自动化需求进行了探讨。

   纺织机械自动化普遍提升效率

   吕高工谈到，在纺织行业一个很重要的指标是“万锭用工”，万锭用工人数越少，表明纺织生产线的自动化程度越高。由于目前我国纺织机械自动化程度仍然需要提升，所以在这一指标上与国j际先进国家，甚至是与其他一些发展中国家的生产线相比，仍然存在着不小的差距。

   据吕高工介绍，在目前各种纺织机械当中，自动化程度与水平也不尽相同。在一部分纺织机械中，自动化的要求比较实际，主要是通过自动化设备代替人工动作。而以自动化代替人工，则有以下几方面的改善：首先是加快了生产的速度，改善了生产的流程；其次，以自动化代替人工，可以使很多生产流程实现标准化；最后在产品检测方面，自动化检测的效率比人工更高，对织品的质量**意义也更加重大。

   以国内应用较多的细纱机为例，在细纱机的落纱环节方面，以前用人工换管，而断头也需要人工去接。每台细纱机的锭数从原来的400个发展到目前的1000个，如果仍用人工换管，不但断头多，而且效率低，生产人员的劳动强度更大。另一方面，造成断头的主要原因是由纱管形状和纺纱张力决定的，要求能够做到及时调速。这一环节传统上采用双速电机，但效果并不好，而如果使用变频器，配合PLC设定为z佳的运行状态，就可以有效地减少断头。

   而对于另一种纺织机械——并条机，其自动化内容也很丰富，其中自调匀整是一个很重要的课题。自调匀整是指实现棉条条干均匀，纱的粗细一致，否则织布时细的地方容易出现断头。基于以上情况，如果条干过粗或过细，需要利用设备检测出来并对执行机构及时调整，以达到符合要求的标准和指标。自动调节的过程首先通过检测，再经计算机运算，然后运用交流伺服来执行，从终端的传感器检测，到负责执行的伺服电机，这之中需要一系列自动化机制来运行，其难度是很大的。由于国产的同类产品在水平上仍存在相当的差距，所以这套设备目前仍以进口为主。从成本上看，自调匀整装置的价格几乎占到整机价格的一半，可谓整机中成本相当集中的一部分，如果国内研发的自调匀整装置其品质能够得到提升，更好地满足要求，那么整机成本就有望在很大程度上得以降低。

   由此可见，利用自动化设备，在提高生产效率方面体现出综合的效果，并且在各个环节的应用都各具特点。那么而如果自动化技术和设备应用得好，将得到很大的改善。

  管控一体化及在线检测要求日趋显著

   吕高工谈到，除了变频器、PLC、HMI等普通的自动化应用之外，有一些纺织生产设备的自动化要求会更高，如管控一体化和在线检测等。而这些比较高的自动化要求，由于直接进口成本比较高，国内研发的需求往往更加迫切。

   如在化纤成套设备方面，其工艺流程基本来源于化工，而且由于这类设备发展时期比较晚，在发展之初就已经应用到比较新的技术，因此自动化水平比较高，PLC、人机界面、变频器等设备已经得到普及。在这方面，发展的方向主要是管控一体化，即实现生产管理和生产控制的一体化，在生产过程中一些实时、具体的信息如温度流量等数据，也应该经由双向通信集成到系统，纺织机批发，并由系统进行管理。在这方面，现有大规模的生产线都实现了管控一体化，但水平有高有低，吕高工建议可以充分利用小型MES等系统，提高管控一体化的效果。

   而在纺织机械自动化中，自动化检测也是一个重要的方面，尤其是在国内制造的纺织机械产品中，自动化检测设备的水平与国j际先进产品还存在很大差距，迫切需要得到重视和提高。比如前文提到的细纱机，作为纺纱厂的关键设备，其在线检测关系到纱的质量。对这一需求，国外采用了细纱*系统，以检测每根纱的捻度和断头，而国内现在还没有比较成功的同类系统。

   检测的需求，在自动络筒机上也有体现。自动络筒机上配备的电子清纱机，除检测粗纱细纱之外，还有一个很重要的功能是异纤检测，防止包装材料中的丙纶丝等杂质混入，这类设备由电容式传感器或光电式传感器来实现，由于国内产品不过关，所以往往需要加大成本进口国外产品。吕高工认为，自动化检测涉及到纺织品的质量，是不可或缺的一环，而在这方面，国内研发的产品要实现良好应用，还需要很大提高。

精梳

精梳机的梳理作用是利用梳针对纤维的两端分别进行握持状态下的更为细致的梳理。精梳机加工能够排除一定长度以下的短纤维和细小杂疵，促使纤维更加平行、顺直。化学纤维因其长度整齐、杂质少、伸直平行状态好，一般不经过精梳机的加工。

牵伸

把梳理后的条子抽长拉细，逐渐达到预定粗细，这个过程叫做牵伸。为纤维之间牢固地建立有规律的首尾衔接关系奠定了基础。但是，牵伸会带来纱条短片段不匀，因此，需要配置合理的牵伸装置和工艺参数。

加捻

加捻是将须条绕其本身轴线加以扭转，使平行于须条轴向的纤维呈螺旋状，从而产生径向压力使纤维间的纵向联系固定下来。卷绕将半成品或者成品卷绕成一定的形式，纺织机，以便于储存、运输和下一道工序的加工，该过程称卷绕。卷绕过程应该在不影响产品产量、质量的基础上连续地进行，应该努力实现各工序之间的连续化生产，尽可能地减少卷绕过程造成的质量问题

。总之，纺纱过程一般包括原料准备、开松、梳理、除杂、混和、牵伸、并合、加捻以及卷绕等作用，有些作用是经过多次的反复来实现的。

直到出现工业革命，市场急速成长，生产速度的需求增加后，纺织机价格，才出现新的纺纱技术。从西元1738年至1779年的四十年间，纺纱由手工生产转变成庞大的工业制造。公元1737年保罗（L. Paul）发明的罗拉式纺纱方法，成为往后许多发明的**。公元1764年，哈格瑞佛斯（J. Hargreaves）发明杰尼纺纱机（spinning Jenny），这部机器可使十六个锭子同时运作，此外它还可以依设定次序操作多个纱线。 随后，引用其他动力源的纺纱机相继出现 。

公元1769年亚克赖特（R. Arfwright）得钟表匠的协助，改良老式纺车，发明了水力纺纱机。较早的水力纺纱机使用的是马力带动，后来才引用水力。这件运用水力操作的机器，在纺织工业史s上占有较重要的意义，那就是以前使用手工操作机器时，纺织工人可以在家操作机器，可是一旦使用动力后，工作者就无法离开动力源，因而被视为工厂制度的开端。

历史s上首批工厂的建立就是为了制造纺织品。公元1779年克朗顿（S. Crompton）结合杰尼纺纱机与水力纺纱机的优点，开发出走锭纺纱机（spinning Mule），可纺出又细又结实的细纱，同时结合轧棉机的发明与惠特尼（E. Whitney）的蒸汽动力机器的运用，从分离棉花与棉籽到纺成纱，完全改以机器代劳，以前从事这项费时工作（分离棉花与棉籽）的工人们，便可将多出来的劳力用来从事其他田间的生产，加速了纺织工业化的脚步。因为它能以机器来。美国就是因为走锭纺纱机与轧棉机的运用，而使其成为原棉出口的重要国家