JWF1418A型全自动落纱粗纱机的成功研发及产业化

嘉宾：天津宏大纺织机械有限公司董事长张建国“JWF1418A型自动落纱粗纱机是‘十一五’国家科技支撑计划项目——‘全自动转杯纺纱机和现代自动、连续化棉纺万锭生产示范线’课题的子课题项目。这次能够获得2011‘纺织之光’科技进步一等奖对我们是一次极大的鼓舞和肯定。”说起公司自主研发的JWF1418A型自动落纱粗纱机取得的成绩，天津宏大纺织机械有限公司董事长张建国的欣喜之情溢于言表。随着纺织业的快速发展和市场竞争的需要，纺织企业对纺织品品质的要求越来越高，织造、印染等后道工序对纱线质量也是如此，纺纱企业要提高成纱质量就必须要加强对前纺各工序半制品的质量控制。“要从根本上消除人为操作产生成纱纱疵、毛羽的质量问题，就必须实现纺纱车间生产的自动化，包括采用清梳联、粗细联和细络联等技术，形成纺纱自动生产线，这样，不仅可以减少纺织厂万锭用工人数，而且可以有效解决半制品的质量控制问题。其中，粗纱机自动落纱技术是纺织厂提高自动化程度、生产率、降底劳动强度、稳定成纱质量、实现传统纺纱连续化生产的关键技术之一。”张建国几句简单的介绍，让记者对粗纱机自动落纱技术充满了一探究竟的强烈愿望。技术攻坚克难全面实现智能化控制主持人：作为纺织企业提高自动化生产能力的关键技术之一，要实现自动落纱粗纱机项目的关键点哪？JWF1418A型自动落纱粗纱机在技术上又有哪些创新？张建国：自动落纱粗纱机项目的难点主要是粗纱机集体自动落纱的形式。德国青泽公司670型自动落纱粗纱机和意大利马佐里公司FT1D型自动落纱粗纱机技术已经成熟，其集体自动落纱形式已形成专利技术。我们开发的JWF1418A型自动落纱粗纱机为了避开国外技术的专利壁垒，根据公司粗纱机的特点，研发了具有特色的集体自动落纱技术，发明了在粗纱机上从锭翼两侧自动取满纱放空管的落纱形式，获国家专利。第一，JWF1418A型自动落纱粗纱机取消了传统粗纱机的锥轮变速、成形、差动等众多机构，采用四台电机分部传动粗纱机的罗拉牵伸、锭翼加捻、筒管卷绕、龙筋升降四大运动部件；采用智能变比值控制、智能PID控制、动态补偿；应用DSP技术、伺服和变频调速技术，通过四台电机速度数学模型、粗纱成形及恒张力数学模型，实现粗纱机四电机之间的同步控制和恒张力纺纱。我们采用内置式自动落纱系统，发明了在粗纱机上从锭翼两侧自动取满纱放空管的落纱形式，粗纱机从落纱到换管、生头、开车全自动完成，实现了粗纱机全自动纺纱。通过公司独有的“空满管交换装置”技术，实现了粗纱机上的满筒粗纱和粗细联输送系统上的空纱管进行交换；并通过粗细联输送系统，实现了粗纱满空管自动输送。第二，JWF1418A型自动落纱粗纱机实现了粗纱机智能化控制，电气控制系统采用了ARM嵌入式系统和DSP系统进行主控；通过人机界面实现了人机对话，人机界面基于windows CE平台，画面直观，清晰，操作简便；人机界面密码按工艺管理进行分类，设置多级密码进入，方便用户管理。我们通过计算机控制技术、传感技术建立了全自动纺纱过程中的自动监测系统，确保了粗纱机自动落纱的各个环节安全可靠。该设备具有完善的在线故障诊断、查询和统计分析功能；具有在线故障诊断和当天故障的统计分析功能。通过互联网，可实现设备参数的远程监控和故障远程诊断；通过远程监控，技术人员无须亲临现场就可以监视并控制生产系统和现场设备的运行状态及各种参数。此外，粗纱机具备网络功能，可实现用户网络管理。粗纱满纱后采取在筒纱肩部以上打领结的方式，进行粗纱卷绕定型，可防止粗纱条在运输和存储中脱落。第三，JWF1418A型自动落纱粗纱机采用下锭杆形式锭翼，锭翼传动、筒管传动采用齿形带传动，纺纱速度达到国际最高水平，工艺锭速达到1500转/分。主持人：在JWF1418型自动落纱粗纱机历时5年多的研发时间里，您的团队遇到哪些技术瓶颈？该项目是如何一步步突破这些瓶颈的？张建国：2001年天津宏大研制了JWF1418型自动落纱粗纱机，制造了一台样机。由于，JWF1418型自动落纱粗纱机采用的是上锭杆锭翼，在取满纱、放空管时，需要通过取纱放管机械手握持筒管的下部，在长期使用过程中，其动作的成功率不能满足纺织厂的使用要求，取满纱的可靠性、稳定性需进一步提高。如何提高自动落纱粗纱机取满纱、放空管的可靠性、稳定性成为我们必须解决的技术难点。设计人员通过多次分析论证，认为我们可以暂停采用上锭杆锭翼的自动落纱粗纱机研制工作，改为采用下锭杆锭翼的粗纱机，改变取满纱放空管的方式，这样取满纱放空管的可靠性、稳定性可以得到保证。2005年1月，产品主持设计孔繁苓瞄准国际纺机先进水平，发明了“在粗纱机上从锭翼两侧自动取满纱放空管的落纱形式”。为此，我们相继开发了多个配套系统，最终研制成功一台JWF1418A型自动落纱粗纱机。2007年1月，JWF1418A型自动落纱粗纱机一台样机到安徽华茂纺织股份有限公司进行生产试验，在生产过程中，发现了一些技术难点，例如在自动落纱和空满管交换过程中，有个别步骤无检测保护，容易产生故障，我们通过技术改进，完善了自动纺纱过程中的自动监测系统，使得自动落纱的各个环节安全可靠；JWF1418A型自动落纱粗纱机使用初期在满纱后，在满筒粗纱中间部位进行打箍方式，该方式在满纱输送过程中，粗纱条易脱落，造成原料浪费，通过技术攻关，改进粗纱机满纱后粗纱卷绕定型的方法，采用在筒纱肩部以上打领结的方式，很好的解决了此问题。经过近三年在安徽华茂纺织股份有限公司的生产运转和不断地完善改进，JWF1418A型自动落纱粗纱机已经达到了设计要求，满足了纺织厂的使用需求。应用效果显著用工减少纺纱质量提升主持人：到目前为止，该项目的产业化程度及应用成果如何？张建国：目前，JWF1418A型自动落纱粗纱机在安徽华茂纺织股份有限公司和无锡经纬纺织科技试验有限公司建立了两条生产示范线，实现了粗纱机自动化、智能化、连续化生产，明显提高了生产效率、劳动生产率和减轻劳动强度。其中，在安徽华茂公司一台JWF1418A型自动落纱粗纱机与六台细纱机相联，实现了粗细联。无锡经纬公司一台JWF1418A型自动落纱粗纱机与三台细纱机(长车)相联，实现了粗细联。2011年公司销售给温州天成等公司共计30台JWF1418A型自动落纱粗纱机，目前，许多家企业都有订购JWF1418A型自动落纱粗纱机的意向，规模在30多万锭左右。主持人：JWF1418A型自动落纱粗纱机作为粗纱机升级换代产品，为企业解决了哪些实际问题，带来哪些效益？张建国：随着纺织企业人工成本不断上升和市场竞争的需要，纺织企业对减少万锭用工人数和提高纺纱质量的要求越来越高，JWF1418A型自动落纱粗纱机的应用，是解决上述问题的一个重要环节。JWF1418A型自动落纱粗纱机用机器代替了人工落纱和生头，减少了落纱工作的工作量，减轻工人劳动强度，使得辅助工人减少；降低万锭用工人数，从而，节约用工，降低人工成本。由于配置自动落纱装置，粗纱满筒后自动集体落纱，实现了粗纱机全自动纺纱，消除了人工在落纱、运送过程中对粗纱的损伤，从而提高粗纱质量。