李水有, 張 毅

(1.常山縣明達(dá)線業(yè)有限公司，浙江 常山 324200；2.浙江省常山紡織有限責(zé)任公司，浙江 常山 324200)

SOBonE-S12型環(huán)錠紡智能落紗機(jī)應(yīng)用分析

李水有1, 張 毅2

(1.常山縣明達(dá)線業(yè)有限公司，浙江 常山 324200；2.浙江省常山紡織有限責(zé)任公司，浙江 常山 324200)

著重探討細(xì)紗機(jī)智能落紗機(jī)性能特點(diǎn)，分析智能落紗機(jī)的工作效能。通過(guò)智能落紗機(jī)和人工落紗對(duì)比，結(jié)果表明：使用智能落紗機(jī)能節(jié)約落紗時(shí)間，保證成紗質(zhì)量，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，是解決當(dāng)前紡織業(yè)招工難和用工成本高等問(wèn)題的有效途徑。

環(huán)錠紡：智能落紗機(jī)；落紗時(shí)間；留頭率；落紗工

據(jù)統(tǒng)計(jì)我國(guó)現(xiàn)有棉紡紗錠達(dá)到1.2億錠，而民間統(tǒng)計(jì)為1.3億錠左右[1]。除了一些先進(jìn)的大錠數(shù)的細(xì)紗機(jī)采用集體落紗外，不少于95%的紗錠安裝在480錠及以下的細(xì)紗機(jī)上[2]，大多數(shù)仍沿用人工落紗的方式，只有極少部分使用傳統(tǒng)落紗小車。

本公司在1990年新紡紗車間投產(chǎn)時(shí)，購(gòu)置了4臺(tái)國(guó)產(chǎn)電動(dòng)落紗小車，期望能推廣應(yīng)用，但由于落紗時(shí)對(duì)錠子和管紗損傷較嚴(yán)重，加上落紗小車故障多，使用不久就放棄，其中有2臺(tái)落紗小車還未拆箱，又重新恢復(fù)手工落紗。

傳統(tǒng)細(xì)紗落紗小車通過(guò)預(yù)松盤和拔紗盤拔紗管，易對(duì)錠子和管紗表面造成損傷，而且部件易走位、機(jī)械穩(wěn)定性差。而智能落紗機(jī)，采用氣囊抓取紗管頂部，通過(guò)充放壓縮空氣的方法，實(shí)現(xiàn)抓放紗管的目的，同時(shí)做到垂直拔管，垂直插管，不損傷錠子，使落紗工、落紗機(jī)和細(xì)紗機(jī)融為一體，系集電磁感應(yīng)、光、機(jī)、電、氣全程自動(dòng)控制的三維機(jī)器人。與國(guó)外智能落紗機(jī)相比，國(guó)產(chǎn)的智能落紗機(jī)具有適應(yīng)性強(qiáng)，落紗機(jī)可不分左右手車，適用國(guó)內(nèi)各種型號(hào)細(xì)紗機(jī)和不同錠子；拔管時(shí)模擬人工落紗方法，先搓旋使紗管預(yù)先脫離錠子，然后再拔紗，不傷錠子和管紗；應(yīng)用高性能飛剪與空間圓弧插補(bǔ)控制算法技術(shù)；應(yīng)用高可靠性的直角三坐標(biāo)直線運(yùn)動(dòng)機(jī)器人技術(shù)；多功能的氣囊式抓管機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)；高效率的旋轉(zhuǎn)留尾紗技術(shù)設(shè)計(jì)等[3]。2014年全國(guó)主要生產(chǎn)智能落紗機(jī)廠家，全年銷售了230臺(tái)左右，可供約150萬(wàn)錠細(xì)紗落紗[4]。據(jù)了解，銅陵松寶智能落紗機(jī)2011年8月首家通過(guò)了中國(guó)紡織工業(yè)協(xié)會(huì)組織的鑒定后，目前全國(guó)已有100多家紡紗企業(yè)使用銅陵松寶生產(chǎn)的S9型智能型落紗小機(jī)[5]。本文就國(guó)產(chǎn)SOBONE-S12型環(huán)錠紡智能落紗機(jī)使用情況入手，測(cè)試分析智能落紗機(jī)和人工落紗的工作效能。

1 主要技術(shù)參數(shù)

適用細(xì)紗機(jī) 國(guó)產(chǎn)各種機(jī)型；

錠子 光桿錠子或鋁錠子；

每次落紗管數(shù) 12只；

每次工作時(shí)間 4s；

拔管率 100%；

插管率 98%(即要求420錠/臺(tái)的細(xì)紗機(jī)落紗后沒(méi)插上空管的錠子單面不超過(guò)4根)；

使用功率 0.7kW;

用電量 0.28 kW·h;

氣源供應(yīng) 0.6MPa ;

壓縮空氣消耗量 0.02 m3/次。

2 機(jī)臺(tái)配置及紡紗品種

SOBONE-S12型環(huán)錠紡智能落紗機(jī)2臺(tái)。

FA506(420錠)緊密紡細(xì)紗機(jī)24臺(tái)；TDM129(420錠)細(xì)紗機(jī)24臺(tái)。

紡紗品種為純棉色紡紗9.8～29tex。

落紗工2人/組，三個(gè)班總6人，其中男工3人。

3 智能落紗機(jī)工作效能分析

長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐表明，實(shí)現(xiàn)細(xì)紗自動(dòng)落紗的主要功能[2]：

a) 脫開(kāi)錠子與筒管的嵌合；

b) 落下滿紗管的同時(shí)剪斷尾紗并留好生頭紗；

c) 將滿紗管收藏，插上空紗管并將空紗管整理成相同高度并壓好生頭紗。

3.1 操作流程及工作時(shí)間分析

a) 落紗前準(zhǔn)備：將落紗機(jī)移至細(xì)紗機(jī)旁，上扇形空管箱、放入滿紗筐，將落紗機(jī)移至車尾附近插入氣源插座再插入電源插頭，后按電源及氣源按鈕，實(shí)現(xiàn)通電、通氣，將落紗機(jī)上導(dǎo)軌，打開(kāi)下檔管鉤以準(zhǔn)備落紗，該過(guò)程時(shí)間約需23s。

b) 落紗：一次同時(shí)拔12個(gè)管紗，割紗刀架快速運(yùn)動(dòng)割斷紗，伺服電機(jī)控制傳動(dòng)小車勻速向前移動(dòng)時(shí)陸續(xù)插入12只紗管，在行進(jìn)中拔管紗和連續(xù)逐錠插管，落紗機(jī)開(kāi)始工作至210錠落紗完畢需70s。

c) 落紗機(jī)返回：落紗完成后從排管筒拿出1～2個(gè)空紗管，用于落紗后沒(méi)插上空管的錠子，按返回按鈕，落紗機(jī)返回到車尾上位處，自動(dòng)升起，將落紗機(jī)從上導(dǎo)軌上拉開(kāi)，按下拖鏈座上的電源氣源開(kāi)關(guān)，落紗機(jī)自動(dòng)落下，該過(guò)程需約28s。

d) 落紗機(jī)返回的同時(shí)即可開(kāi)車，鋼領(lǐng)板復(fù)位開(kāi)機(jī)用時(shí)10s。

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?？傆脮r(shí)間為103s。

3.2 人工落紗情況

FA506型細(xì)紗機(jī)420錠，人工落紗每組4人(公司熟練女工)。

a) 落紗前準(zhǔn)備：落紗桶、紗管箱到位所需時(shí)間20s。

b) 4人落紗：拔管紗、插空管，所需時(shí)間73s。

c) 倒管紗回車頭位置用時(shí)20s。

d) 鋼領(lǐng)板復(fù)位開(kāi)機(jī)用時(shí)10s。

從落紗準(zhǔn)備到完成落紗任務(wù)，整個(gè)落紗過(guò)程中停機(jī)時(shí)間為103s，回位開(kāi)機(jī)生頭，總用時(shí)間為123s。

由于落紗機(jī)是電機(jī)驅(qū)動(dòng)自動(dòng)返回，因此，為了減少細(xì)紗機(jī)停車時(shí)間，落紗工在落紗機(jī)返回時(shí)就可以鋼領(lǐng)板復(fù)位開(kāi)車，此時(shí)相比人工落紗節(jié)省停車時(shí)間23s。從測(cè)試結(jié)果分析，智能落紗機(jī)凈落紗時(shí)間比人工落紗少用3s。

3.3 落紗后留頭率分析

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)車時(shí)斷頭多。SOBONE-S12型環(huán)錠紡智能落紗機(jī)抓管器采用抓手氣襄，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，保證了紗的質(zhì)量。表1和表2為智能落紗機(jī)和人工落紗留頭率測(cè)試數(shù)據(jù)。

表1 智能落紗機(jī)留頭率

表2 人工落紗留頭率

SOBONE-S12型智能落紗機(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，播管傳感器射出光點(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)播管能精確、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[6]，實(shí)現(xiàn)了落紗后較高的留頭率。比較表1、表2數(shù)據(jù)，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)。

4 落紗工萬(wàn)錠用工分析

4.1 落紗次數(shù)估算

以本公司細(xì)紗機(jī)96臺(tái)(420錠)為例，日平均開(kāi)95臺(tái)，每天運(yùn)轉(zhuǎn)22.5h，三班二運(yùn)轉(zhuǎn)，月平均生產(chǎn)紗線線密度19.5tex、月產(chǎn)量450t計(jì)算，平均日產(chǎn)15t，細(xì)紗機(jī)每落紗質(zhì)量為23kg，每天落紗次數(shù)652次，每班落紗次數(shù)326次，落紗管數(shù)136 920只。

4.2 人工落紗萬(wàn)錠用工測(cè)算

a) 按照棉紡織廠用工定員計(jì)算，每日八小時(shí)制，細(xì)紗落紗工5 000只/人班，落紗工用于落紗時(shí)間為4h，占總工作時(shí)間的53.3%，其他時(shí)間做清潔、防捉紗疵。折算成12h制，7 500只/人班，每班需配落紗工18.3人/班，實(shí)配20人/班，分5個(gè)落紗小組，落紗工萬(wàn)錠用工5人/班。

落紗工用于落紗的時(shí)間：每次細(xì)紗機(jī)落紗后生頭開(kāi)出平均5min，總落紗時(shí)間27.17h，如分五個(gè)小組，每組落紗工作時(shí)間為5.4h，占總工作時(shí)間48%。

b) 公司實(shí)際配備落紗人數(shù)：分四個(gè)落紗小組，配落紗工16人，落紗管數(shù)8 558只/人班，落紗工萬(wàn)錠用工為4人/班?？傆糜诼浼啎r(shí)間6.8h，占總工作時(shí)間60.4%。

4.3 智能落紗車萬(wàn)錠用工測(cè)算

采用智能落紗車，每組每次落紗后生頭開(kāi)出時(shí)間平均4.5min，以3h為一個(gè)周期，落32次紗，落紗時(shí)間2.4h，即服務(wù)32臺(tái)細(xì)紗機(jī)，每班最少可落109落紗，根據(jù)使用情況，一般每班可配3個(gè)落紗組，用工6人，落紗工萬(wàn)錠用工1.5人/班。

總用于落紗時(shí)間為8.2h，占總工作時(shí)間72.7%，由于采用智能落紗車是專職落紗，沒(méi)有時(shí)間做清潔工作。鑒于人工落紗時(shí)，落紗工約用20%的時(shí)間做清潔工，因此采用智能落紗車后，需配專職清潔工每班1人/萬(wàn)錠，因此萬(wàn)錠用工為2.5人/班。

經(jīng)以上計(jì)算可知，公司采用智能落紗車后每班少6人，三班節(jié)約落紗工18人，減少用工37.5%。

5 經(jīng)濟(jì)效益分析

5.1 人員工資

以公司4萬(wàn)紗錠規(guī)模測(cè)算：全年節(jié)約用工18人，按人均年收入3.6萬(wàn)元測(cè)算，全年少支出工資64.8萬(wàn)元。

5.2 提高生產(chǎn)效率

a) 智能落紗機(jī)整個(gè)落紗過(guò)程停機(jī)時(shí)間為80s，人工落紗過(guò)程停機(jī)時(shí)間為103s，節(jié)省23s，如按每天652次落紗次數(shù)計(jì)算，細(xì)紗機(jī)增加運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間4.17h，增加產(chǎn)量29.26kg/d，按2014年棉紗銷售利潤(rùn)率4.8%，銷售單價(jià)5萬(wàn)元/t測(cè)算，年增加收入2.46萬(wàn)元。

b) 以紡19.5tex紗為例，實(shí)測(cè)細(xì)紗前羅拉速度195r/min，運(yùn)轉(zhuǎn)22.5h，理論產(chǎn)量169.3kg/(臺(tái)d)，而實(shí)際產(chǎn)量157.9kg/(臺(tái)d)(細(xì)紗機(jī)吸風(fēng)箱回花率3%，其他1 %)，實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間21.85h，停機(jī)時(shí)間0.65h/(臺(tái)d)，扣除落紗停機(jī)時(shí)間0.2h/(臺(tái)d)、品種翻改0.11h/(臺(tái)d)和機(jī)臺(tái)保養(yǎng)時(shí)間0.1h/(臺(tái)d)，算出細(xì)紗機(jī)滿紗待落的時(shí)間為0.24h/(臺(tái)d)，95臺(tái)細(xì)紗機(jī)全天損失產(chǎn)量171.5kg，全年減少收入約14萬(wàn)元，采用智能落紗機(jī)后，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大幅降低，滿紗待落的現(xiàn)象基本消除，細(xì)紗效率大幅提高。

c) 智能落紗機(jī)維護(hù)成本估計(jì)4 000元/萬(wàn)錠。

d) 智能落紗機(jī)投資估算: 智能落紗機(jī)6臺(tái)142.5萬(wàn)元，落紗機(jī)軌道及輔件20元/錠，計(jì)80.64萬(wàn)元，其他費(fèi)用3萬(wàn)元，總投資226.14萬(wàn)元。

綜上所述，采用智能落紗機(jī)，全年可為企業(yè)創(chuàng)收80萬(wàn)元，預(yù)計(jì)3年內(nèi)可收回投資。

6 結(jié) 語(yǔ)

細(xì)紗落紗工的主要任務(wù)是落紗、生頭、做清潔、防捉紗疵。因此，縮短停臺(tái)時(shí)間，減少斷頭，少出皮輥花，提高落紗質(zhì)量是細(xì)紗落紗工的基本任務(wù)[7]。

a) 落紗工減少后，原落紗工清潔、防捉紗疵工作應(yīng)重新按排人員，按原落紗工人數(shù)20%～30%配置。

b) 智能落紗機(jī)畢竟是技術(shù)含量和價(jià)值比較高的設(shè)備，維護(hù)和操作者素質(zhì)要求較高，除做好日常維護(hù)保養(yǎng)外，落紗工能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和處理簡(jiǎn)單故障，最好用一半男工。

c) 為充分發(fā)揮智能落紗機(jī)效能，可考慮落紗工和生頭工分開(kāi)，擴(kuò)大落紗機(jī)服務(wù)機(jī)臺(tái)，減少企業(yè)成本。

d) 由于落紗機(jī)較重，運(yùn)行沒(méi)有人工落紗方便，除合理安排落紗區(qū)域外，更要科學(xué)計(jì)劃細(xì)紗機(jī)落紗時(shí)間。

e) 建議制造廠家和相關(guān)企業(yè)制訂合理的操作規(guī)范并加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)化宣傳推廣。

在當(dāng)前我國(guó)紡織業(yè)用工緊張的情況下，智能落紗車取代了人工落紗，大大降低落紗工的勞動(dòng)強(qiáng)度，能提高企業(yè)生產(chǎn)效率和紗線品質(zhì)，緩解用工數(shù)量不足，解決用工成本高、招工難等問(wèn)題。

[1] 林志務(wù).紡機(jī)發(fā)展模式亟待改變[N].中國(guó)紡織報(bào)，2014-02-10.

[2] 高秀滿.新型細(xì)紗自動(dòng)落紗機(jī)功能分析[J].紡織導(dǎo)報(bào)，2011(1)：56-57.

[3] 繆定蜀.集體長(zhǎng)車自動(dòng)化程度高[N].中國(guó)紡織報(bào)，2013-09-02.

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(責(zé)任編輯：張祖堯)

Analysis of Application of SOBonE-S12 Ring Spinning Intelligent Doffer

LIShuiyou1,ZHANGYi2

(1.Changshan Mingda Garment Co.,Ltd., Changshan 324200, China;2.Zhejiang Changshan Textile Co.,Ltd., Changshan 324200, China)

This paper discusses the property characteristics of spinning machine intelligent doffer and analyzes the working efficiency of intelligent doffer. The results of comparing intelligent doffer and manual doffing indicate intelligent doffer can save doffing time, ensure yarn quality, reduce workers’ labor intensity and improve labor productivity. It is an effective method to solve labor shortage of textile enterprises and high labor cost.

ring spinning; intelligent doffer; doffing time; yarn reserve rate; doffer

2015-01-18

李水有(1963—)，男，浙江常山人，工程師，大學(xué)本科，主要從事棉紡織設(shè)備管理。

TS103,231

B

1009-265X(2015)03-0040-03