李水有, 張 毅

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

SOBonE-S12型環(huán)錠紡智能落紗機應(yīng)用分析

李水有1, 張 毅2

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

著重探討細紗機智能落紗機性能特點，分析智能落紗機的工作效能。通過智能落紗機和人工落紗對比，結(jié)果表明：使用智能落紗機能節(jié)約落紗時間，保證成紗質(zhì)量，降低工人的勞動強度，提高勞動生產(chǎn)率，是解決當前紡織業(yè)招工難和用工成本高等問題的有效途徑。

環(huán)錠紡：智能落紗機；落紗時間；留頭率；落紗工

據(jù)統(tǒng)計我國現(xiàn)有棉紡紗錠達到1.2億錠，而民間統(tǒng)計為1.3億錠左右[1]。除了一些先進的大錠數(shù)的細紗機采用集體落紗外，不少于95%的紗錠安裝在480錠及以下的細紗機上[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，購置了4臺國產(chǎn)電動落紗小車，期望能推廣應(yīng)用，但由于落紗時對錠子和管紗損傷較嚴重，加上落紗小車故障多，使用不久就放棄，其中有2臺落紗小車還未拆箱，又重新恢復手工落紗。

傳統(tǒng)細紗落紗小車通過預(yù)松盤和拔紗盤拔紗管，易對錠子和管紗表面造成損傷，而且部件易走位、機械穩(wěn)定性差。而智能落紗機，采用氣囊抓取紗管頂部，通過充放壓縮空氣的方法，實現(xiàn)抓放紗管的目的，同時做到垂直拔管，垂直插管，不損傷錠子，使落紗工、落紗機和細紗機融為一體，系集電磁感應(yīng)、光、機、電、氣全程自動控制的三維機器人。與國外智能落紗機相比，國產(chǎn)的智能落紗機具有適應(yīng)性強，落紗機可不分左右手車，適用國內(nèi)各種型號細紗機和不同錠子；拔管時模擬人工落紗方法，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控制算法技術(shù)；應(yīng)用高可靠性的直角三坐標直線運動機器人技術(shù)；多功能的氣囊式抓管機構(gòu)設(shè)計；高效率的旋轉(zhuǎn)留尾紗技術(shù)設(shè)計等[3]。2014年全國主要生產(chǎn)智能落紗機廠家，全年銷售了230臺左右，可供約150萬錠細紗落紗[4]。據(jù)了解，銅陵松寶智能落紗機2011年8月首家通過了中國紡織工業(yè)協(xié)會組織的鑒定后，目前全國已有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[5]。本文就國產(chǎn)SOBONE-S12型環(huán)錠紡智能落紗機使用情況入手，測試分析智能落紗機和人工落紗的工作效能。

1 主要技術(shù)參數(shù)

適用細紗機 國產(chǎn)各種機型；

錠子 光桿錠子或鋁錠子；

每次落紗管數(shù) 12只；

每次工作時間 4s；

拔管率 100%；

插管率 98%(即要求420錠/臺的細紗機落紗后沒插上空管的錠子單面不超過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 機臺配置及紡紗品種

SOBONE-S12型環(huán)錠紡智能落紗機2臺。

FA506(420錠)緊密紡細紗機24臺；TDM129(420錠)細紗機24臺。

紡紗品種為純棉色紡紗9.8～29tex。

落紗工2人/組，三個班總6人，其中男工3人。

3 智能落紗機工作效能分析

長期生產(chǎn)實踐表明，實現(xiàn)細紗自動落紗的主要功能[2]：

a) 脫開錠子與筒管的嵌合；

b) 落下滿紗管的同時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 操作流程及工作時間分析

a) 落紗前準備：將落紗機移至細紗機旁，上扇形空管箱、放入滿紗筐，將落紗機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，實現(xiàn)通電、通氣，將落紗機上導軌，打開下檔管鉤以準備落紗，該過程時間約需23s。

b) 落紗：一次同時拔12個管紗，割紗刀架快速運動割斷紗，伺服電機控制傳動小車勻速向前移動時陸續(xù)插入12只紗管，在行進中拔管紗和連續(xù)逐錠插管，落紗機開始工作至210錠落紗完畢需70s。

c) 落紗機返回：落紗完成后從排管筒拿出1～2個空紗管，用于落紗后沒插上空管的錠子，按返回按鈕，落紗機返回到車尾上位處，自動升起，將落紗機從上導軌上拉開，按下拖鏈座上的電源氣源開關(guān)，落紗機自動落下，該過程需約28s。

d) 落紗機返回的同時即可開車，鋼領(lǐng)板復位開機用時10s。

從落紗前準備到完成落紗任務(wù)，落紗機返回時開機生頭，整個落紗過程中停機時間為80s。總用時間為103s。

3.2 人工落紗情況

FA506型細紗機420錠，人工落紗每組4人(公司熟練女工)。

a) 落紗前準備：落紗桶、紗管箱到位所需時間20s。

b) 4人落紗：拔管紗、插空管，所需時間73s。

c) 倒管紗回車頭位置用時20s。

d) 鋼領(lǐng)板復位開機用時10s。

從落紗準備到完成落紗任務(wù)，整個落紗過程中停機時間為103s，回位開機生頭，總用時間為123s。

由于落紗機是電機驅(qū)動自動返回，因此，為了減少細紗機停車時間，落紗工在落紗機返回時就可以鋼領(lǐng)板復位開車，此時相比人工落紗節(jié)省停車時間23s。從測試結(jié)果分析，智能落紗機凈落紗時間比人工落紗少用3s。

3.3 落紗后留頭率分析

人工落紗時，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，拔管時拉斷紗留的尾紗，長短不一，位置參差不齊，造成開車時斷頭多。SOBONE-S12型環(huán)錠紡智能落紗機抓管器采用抓手氣襄，握持紗管頂部的拔紗方式，在整個落紗過程中抓管器不接觸管紗的表面，管紗入滿紗框后，割紗刀架快速運動割斷紗，尾紗長短一致，因此管紗成型不受破壞，不會損傷紗線，保證了紗的質(zhì)量。表1和表2為智能落紗機和人工落紗留頭率測試數(shù)據(jù)。

表1 智能落紗機留頭率

表2 人工落紗留頭率

SOBONE-S12型智能落紗機配置了2臺伺服電機負責聯(lián)合控制拔紗裝置，播管傳感器射出光點來確認落紗機位置，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)定的運行軌跡完成拔管、插管動作，達到了定位準、快、穩(wěn)，運行更可靠，確保垂直拔紗、插管[6]，實現(xiàn)了落紗后較高的留頭率。比較表1、表2數(shù)據(jù)，智能落紗機相比人工落紗留頭率高出8.5個百分點。

4 落紗工萬錠用工分析

4.1 落紗次數(shù)估算

以本公司細紗機96臺(420錠)為例，日平均開95臺，每天運轉(zhuǎn)22.5h，三班二運轉(zhuǎn)，月平均生產(chǎn)紗線線密度19.5tex、月產(chǎn)量450t計算，平均日產(chǎn)15t，細紗機每落紗質(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 人工落紗萬錠用工測算

a) 按照棉紡織廠用工定員計算，每日八小時制，細紗落紗工5 000只/人班，落紗工用于落紗時間為4h，占總工作時間的53.3%，其他時間做清潔、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，實配20人/班，分5個落紗小組，落紗工萬錠用工5人/班。

落紗工用于落紗的時間：每次細紗機落紗后生頭開出平均5min，總落紗時間27.17h，如分五個小組，每組落紗工作時間為5.4h，占總工作時間48%。

b) 公司實際配備落紗人數(shù)：分四個落紗小組，配落紗工16人，落紗管數(shù)8 558只/人班，落紗工萬錠用工為4人/班?？傆糜诼浼啎r間6.8h，占總工作時間60.4%。

4.3 智能落紗車萬錠用工測算

采用智能落紗車，每組每次落紗后生頭開出時間平均4.5min，以3h為一個周期，落32次紗，落紗時間2.4h，即服務(wù)32臺細紗機，每班最少可落109落紗，根據(jù)使用情況，一般每班可配3個落紗組，用工6人，落紗工萬錠用工1.5人/班。

總用于落紗時間為8.2h，占總工作時間72.7%，由于采用智能落紗車是專職落紗，沒有時間做清潔工作。鑒于人工落紗時，落紗工約用20%的時間做清潔工，因此采用智能落紗車后，需配專職清潔工每班1人/萬錠，因此萬錠用工為2.5人/班。

經(jīng)以上計算可知，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)濟效益分析

5.1 人員工資

以公司4萬紗錠規(guī)模測算：全年節(jié)約用工18人，按人均年收入3.6萬元測算，全年少支出工資64.8萬元。

5.2 提高生產(chǎn)效率

a) 智能落紗機整個落紗過程停機時間為80s，人工落紗過程停機時間為103s，節(jié)省23s，如按每天652次落紗次數(shù)計算，細紗機增加運轉(zhuǎn)時間4.17h，增加產(chǎn)量29.26kg/d，按2014年棉紗銷售利潤率4.8%，銷售單價5萬元/t測算，年增加收入2.46萬元。

b) 以紡19.5tex紗為例，實測細紗前羅拉速度195r/min，運轉(zhuǎn)22.5h，理論產(chǎn)量169.3kg/(臺d)，而實際產(chǎn)量157.9kg/(臺d)(細紗機吸風箱回花率3%，其他1 %)，實際運轉(zhuǎn)時間21.85h，停機時間0.65h/(臺d)，扣除落紗停機時間0.2h/(臺d)、品種翻改0.11h/(臺d)和機臺保養(yǎng)時間0.1h/(臺d)，算出細紗機滿紗待落的時間為0.24h/(臺d)，95臺細紗機全天損失產(chǎn)量171.5kg，全年減少收入約14萬元，采用智能落紗機后，工人勞動強度大幅降低，滿紗待落的現(xiàn)象基本消除，細紗效率大幅提高。

c) 智能落紗機維護成本估計4 000元/萬錠。

d) 智能落紗機投資估算: 智能落紗機6臺142.5萬元，落紗機軌道及輔件20元/錠，計80.64萬元，其他費用3萬元，總投資226.14萬元。

綜上所述，采用智能落紗機，全年可為企業(yè)創(chuàng)收80萬元，預(yù)計3年內(nèi)可收回投資。

6 結(jié) 語

細紗落紗工的主要任務(wù)是落紗、生頭、做清潔、防捉紗疵。因此，縮短停臺時間，減少斷頭，少出皮輥花，提高落紗質(zhì)量是細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) 智能落紗機畢竟是技術(shù)含量和價值比較高的設(shè)備，維護和操作者素質(zhì)要求較高，除做好日常維護保養(yǎng)外，落紗工能及時發(fā)現(xiàn)問題和處理簡單故障，最好用一半男工。

c) 為充分發(fā)揮智能落紗機效能，可考慮落紗工和生頭工分開，擴大落紗機服務(wù)機臺，減少企業(yè)成本。

d) 由于落紗機較重，運行沒有人工落紗方便，除合理安排落紗區(qū)域外，更要科學計劃細紗機落紗時間。

e) 建議制造廠家和相關(guān)企業(yè)制訂合理的操作規(guī)范并加強標準化宣傳推廣。

在當前我國紡織業(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強度，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、招工難等問題。

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

[2] 高秀滿.新型細紗自動落紗機功能分析[J].紡織導報，2011(1)：56-57.

[3] 繆定蜀.集體長車自動化程度高[N].中國紡織報，2013-09-02.

[4] 高 玲.落紗小車：搭上機器換人快車[N].中國紡織報，2014-10-22.

[5] 章友鶴.落紗小車改造性價比高[N].中國紡織報，2013-09-02.

[6] 鄭可昌.新型小車落紗機性能探討[J].棉紡織技術(shù)，2012，40(1)：64-65.

[7] 無錫紡織機械試驗中心.FA系列棉紡設(shè)備值車操作指導:細紗、并紗、倍捻操作[M]北京：中國紡織出版社，2001：56-57.

(責任編輯：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，大學本科，主要從事棉紡織設(shè)備管理。

TS103,231

B

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