集落改造or拔纱机械手?

近年来,在我国纺纱企业中,设备先进的已经实现粗细联、细络联,正在考虑后纺无人车间的问题;但同时还有不少企业万锭用工在100人左右,正在为人力资源成本的不断上涨而发愁。这正是我国纺织产业升级换代的一个侧面。在这种情况,落纱小车近两年的市场行情一路看涨。一方面是国内许多大型纺纱企业不断地采购,另一方面是越来越多的设备生产企业开始研发此类设备。  落纱小车市场火爆  细纱机智能落纱小车是在2011年上海国际纺织工业展览会上才首次亮相,出现仅两年多的时间就得到了快速的发展。目前,山东联润新材料科技有限公司、江苏大生集团有限公司、安徽华茂纺织股份有限公司等一批技术先进的纺纱企业都正在使用铜陵市松宝机械有限公司生产的S9型自动落纱机。  山东联润新材料科技有限公司副总经理张昕向记者介绍,7月初,公司完成了5万纱锭自动落纱小车的改造,共引进3组(6台)松宝自动落纱小车。改造后满纱待落的现象全部消除,细纱效率大幅提高。在用工方面,改造后每个轮班落纱工为6人,三个轮班共18人,恰好是改造前落纱用工的一半。  随着落纱小车得到越来越多纺纱企业的认可,一些纺机企业也将目光投向了这个领域。陕西恒鑫精密纺织机械有限公司在今年上海纺织工业展览会上就展出了公司近期研发的HX-L78型智能落纱小车,公司副总经理马岩介绍,这款落纱小车目前正在客户处调试,未来将向市场全面推广。  大量上马落纱小车是纺纱企业基于目前的设备现状作出的选择。虽然集体落纱装置已经推出了一段时间,但是仍有很多企业没有完成对设备的升级。受近期市场环境的影响,企业也不敢大规模的扩张产能。在劳动力成本不断上涨、产能不能继续低水平扩张、设备升级资金又有限的情况下,落纱小车的适时出现,迎合了很多企业对于减少用工、提高劳动生产率的需求。  集体落纱改造遇冷  细纱机短车集体落纱装置改造同样属于在现有设备上做文章,也能达到减少用工、提高劳动生产率的效果。但它目前的市场前景并不尽如人意。枣阳市万通棉纺实业有限公司总工程师余唐初就表示,对公司现有的设备进行大规模的集体落纱装置改造并不现实。因为规格、锭数不同,在改造时有的短车需要拼成长车,增加了很多改造成本。  上海二纺机的工作人员表示,目前公司集体落纱装置的改造项目也在进行中,但进展情况不太理想。主要原因是,改造的细纱机主机运行情况差异大,使用状态也不一样,造成改造后细纱机的实际使用情况与需要达到的期望值不符。改造与原配集体落纱装置在许多使用技术性能指标上有较大差距,所以对传统细纱机的集体落纱装置改造之路将有许多困难需要去克服。  经纬纺织机械股份有限公司榆次分公司副总工程师田克勤也认为,在有效解决光锭杆锭子拔管问题的前提下,细纱机的自动落纱智能小车将成为未来短车落纱的主流。虽然不看好细纱机短车集体落纱装置改造,但专家和企业人士都认为,对纺纱企业来说,落纱小车只是“一时之需”,集体落纱长车才是“大势所趋”。  田克勤表示,落纱小车和集体落纱都是为解决落纱问题而出现装置。国外曾经在落纱小车上做过研究,但未能找到理想的方案,所以选择了长车集落。为解决现有短车的落纱问题,中国投入了大量的人力物力研究落纱小车,也取得了可喜的成绩。综观最近两届展会,各厂商把重心放在短车落纱上,长车则是清一色的采用集体落纱技术。根据我们的分析判断,短车落纱只能是特定时期的过渡产品,长车集落将是主流。  集落长车不是终点  目前,国内的集体落纱细纱长车正在推广使用阶段。近几年上马的纺纱企业已经开始全面使用集体落纱长车。比如,德州富华生态科技有限公司的6万锭就使用了经纬榆次的JWF1562系列集体落纱细纱机长车。安徽华茂纺织股份有限公司的细纱设备中,集体落纱细纱长车占比43.4%,也是细纱设备的主体。  纺纱企业在设备上的投入,为的是未来一段时期的发展不受设备的制约。张昕建议,对于现在使用人工落纱的企业而言,智能落纱小车改造应为可选方案之一;如果资金相对紧张,智能落纱小车改造应该是首选方案。对于一些新上项目,特别是资金相对充足的新上项目而言,集体落纱方式应为首选。  在谈到集体落纱细纱长车的技术时,山东聊城华润纺织有限公司高级工程师刘允光认为,纺机制造企业应该进一步改进抓管器、完善车头监测功能,提升设备运行的可靠性及稳定性;棉纺企业也应针对细纱长车特点,加强设备维修工作,使国产集体落纱细纱长车在生产中更好地发挥作用。  虽然集体落纱细纱长车仍在推广使用阶段,但是纺织行业的专家和设备制造企业已经将目光投向更远的地方。刘允光认为,从发展阶段看,带集体落纱装置的细纱机长车仍是棉纺发展的过渡机型,加快提高粗细络联设备的可靠性、稳定性,提高其性价比将是细纱机发展的必然趋势。  田克勤表示,经纬榆次将继续致力于中国纺织业的长远发展。特别是在纺织机械单机难有大的突破的情况下,未来纺织自动化的重点将会在各单机之间的互联自动,如细络联、粗细联、智能输送,以及整个车间、整个厂区、整个公司甚至整个集团的联网。  浙江新型纺织品研发重点实验室章友鹤:落纱小车改造性价比高  环锭纺是目前纺纱领域中用工最多的设备,而其中细纱工序又是环锭纺用工最多的工序之一。尽管工人工资逐年提高,工费成本飙升,但招工难的矛盾一直困扰着纺纱企业。本来利润偏低的纺纱企业领导意识到,必须通过设备技术的突破来大力减少用工,缓解招工难的问题。  据相关统计资料,目前国内有环锭纺细纱机1亿多锭,但目前采用集体自动落纱的细纱长机只有1000万锭左右,90%以上细纱机仍采用人工落纱。因此如何将常规细纱机改造达到减少用工的目的,是国内众多纺纱企业所期盼的。根据纺纱企业要求,国内纺机制造企业目前已经研发推出了在常规细纱机领域的两项减少用工的技术措施。  将常规细纱机(420~480锭/台)改造成集体落纱细纱机,可使落纱工减少一半以上。使用智能型落纱小车(如铜陵市松宝机械公司生产的S9型智能化落纱小机),可一次同时拔/插管10个纱管。一台420锭细纱机落纱时间在90秒左右,落纱后开车留头率可达到95%以上,落纱停台时间及落纱后断头情况均优于人工落纱。据国内多家使用企业实践,纺18.5~29tex纱线时,每组2台智能落纱小机(两面同时落纱)可供24~30台细纱机使用,每个落纱组的落纱工从6人减少到2~3人。智能型落纱小车已经在浙江纺纱企业推广使用,反映较好。  从经济效益分析这两种改造措施的减少用工情况发现:采用常规细纱机改自动集体落纱细纱机的方法,每台改造费在8万~10万之间。1万锭细纱机(以24台计)的改造总费用为200万元~240万元,折算到每锭为200元~240元。而采用智能型落纱小机,每万锭改造费(每组2台小机及细纱机电器行走轨道改造等费用)为70万左右。如每组可供30台细纱机落纱,则万锭改造费可降到60万元,即每锭改造费为60元~70元,是改集体落纱的1/3。  两种改造方法均能取得减少落纱工1/2~2/3的效果。而从降低改造费用、加快投资回收分析,采用智能型落纱小机优势明显,应作为常规细纱机的首选改造方案。据了解,目前全国已有100多家纺纱企业使用铜陵松宝生产的S9型智能型落纱小机。尤其是国内著明的纺纱企业如安徽华茂、江苏大生、山东德棉、浙江百隆等,都已经使用智能落纱小机,并在减少用工、提高设备生产效率等方面取得了一定成效。而常规细纱机改自动集体落纱装置方面,目前国内只有经纬榆次、东飞马佐里等纺机制造企业进行,虽然已有改造样机推出,但因改造投资费用太高,多数企业难以承受。  据有关资料显示:近三年来,国内自动集体落纱的细纱长机的数量每年以300多台递增,目前已超过1000万锭,占环锭纺总锭数10%左右。由于传统细纱机锭数少(420锭/台为标准型),使用人工落纱每万锭要配一组落纱队(每组6人),用工较多。故近几年来,国内纺机制造业在借鉴国外先进技术的基础上,研发生产了自动集体带落细细纱长机,受到纺纱企业的普遍欢迎。采用带集体自动落纱的细纱长机与托盘式自动络筒机相配套是目前新建或重点技改纺纱企业减少用工的主要途径。  由于取消了人工落纱,自动集体落纱细纱长车使落纱工的劳动强度减轻,落纱工数量也大大节约。每万锭落纱工从6人减少为2人,三班运转可节约落纱工12人。同时采用自动集体落纱,落纱停台时间也可比原来的人工落纱缩短1~2分钟,有利于生产效率的提高。浙江省是使用细纱自动集体落纱长机时间较早,使用较多的省份之一,目前已有30多家企业的1300多台自动集体落纱细纱长机在使用,并且多数与最新型的托盘式自动络筒机相配套。  苏州纺织工程学会缪定蜀:集落长车自动化程度高  目前,细纱机自动落纱的形式主要分两类:一类是细纱长车自动落纱,即集体落纱细纱长车;另一类是细纱短车自动落纱改造,包括:传统小车落纱装置、细纱短车集体落纱装置、智能化落纱车装置。  传统小车落纱装置主要有手推式落纱小车和电动式机电一体化落纱小车两种。他们一定程度上提高了生产效率,减轻了工人劳动强度,具有结构简单、投资少、功耗低等特点。但由于该小车是采用预松盘和落纱盘来铲拔并提升纱管的结构形式,容易撞坏锭子和损伤管纱表面,部件易走动、整体稳定性差,使生产高品质纱线的企业难以接受。  细纱短车集体落纱装置主要用于老机改造,解决其自动落纱问题,使整台细纱机的每个锭子同时拔纱、同时插管,因此落纱效率最高。其不足之处是原有的细纱短车的设计和制造精度难以符合安装集体落纱的要求,从而会降低其可靠性、稳定性。细纱短车集体落纱设备利用率低,每台细纱机配置一套,占地面积大,制造成本及费用很高。  智能化落纱车的实质就是三维机器人,是一款集电磁感应、光、机、电、气全程自动控制的智能型落纱车。通过光电、位移传感器检测信号对机械动作进行准确定位,经PLC处理后,控制伺服电机、气动元件,达到小车运动、拔满管、插空管、满管收集全过程自动化,是我国独特条件下的自主发明。其结构巧妙合理、自动化程度高,能够在不损伤纱线的前提下拔除纱管,使大量使用普通锭子的细纱机能够实现自动落纱。  与国外相比,目前国产的智能化落纱车还有以下创新点:能适应光锭杆、铝锭杆落纱;拔管模拟人工搓旋使纱管预先脱离锭子,不伤锭子和纱管;高性能飞剪与空间圆弧插补控制算法技术应用;高可靠性的直角三坐标直线运动机器人技术应用;多功能的气囊式抓管机构设计;高效率的旋转留尾纱技术设计等。  我认为,自动落纱装置顺应并解决当前企业用工多,用工成本高的困局,实现了机器安全工作不起火、抓管不伤纱、拔管不伤锭的功能。  智能化落纱车能很方便的实现对老机的改造,不需要对锭子及筒管的专门改造,可与任何新老环锭细纱机配套使用,能适应光锭杆、铝锭杆落纱。而细纱短车集体落纱装置改造与智能化落纱车相比,固然省了落纱工,但却增加了维修保养工作量和价格不菲的机物料费用。智能化落纱车的主要费用在抓管气囊与数量不多的剪刀及电子元器件上。  虽然细纱短车集体落纱装置留头率相对高一些,但如果锭杆尾纱清理不及时,留头率会急剧下降。铜陵市松宝机械有限公司生产的S9型智能落纱机在留头处理上方法独特,其硬件设计和软件支持配合好,尾纱也不需要专门清理,留头率比人工落纱留头要好。  需要改造落纱装置的企业应该注意分析自身是否具备条件改造以及哪一种落纱形式更适合自己的改造。越是高科技、高智能的装置就要越注重可靠性、稳定性。在生产中,如果有一台落纱设备出现故障,就会造成整体生产节奏的紊乱,叫企业承受不起。所以,不少纺纱厂虽然也想上智能化落纱车,但观望者居多。很多企业担心自己管理、技术跟不上,反而弄巧成拙。事实上,智能化落纱车的使用时间毕竟不长,一些使用企业也在反映,随着落纱频率增加装置的电气和机械上存在一些不稳定性,留头率也须进一步提高。  智能落纱小车是纺纱自动化生产历程中的过渡性产品,可与各种环锭细纱机配套使用,符合我国纺织工业产业升级、技术改造的要求,自主创新,具有良好的推广前景。细纱长车集体落纱设备配置了数字化控制系统,实时在线监测纺纱张力变化情况,通过优化纺纱张力曲线、合理调控纺纱速度、实现最佳生产效率,是实现粗细络联自动化生产的必然。

目前,细纱机自动落纱的形式主要分两类:一类是细纱长车自动落纱,即集体落纱细纱长车;另一类是细纱短车自动落纱改造,包括:传统小车落纱装置、细纱短车集体落纱装置、智能化落纱车装置。

近几年来国内纺纱企业围绕减少用工采取的技术措施主要有三个方面,分别是采用细络联技术、采用带集体自动落纱的细纱长机与托盘式自动络筒机相配套、在常规细纱机上采用自动集体落纱与智能小机落纱。

传统小车落纱装置主要有手推式落纱小车和电动式机电一体化落纱小车两种。他们一定程度上提高了生产效率,减轻了工人劳动强度,具有结构简单、投资少、功耗低等特点。但由于该小车是采用预松盘和落纱盘来铲拔并提升纱管的结构形式,容易撞坏锭子和损伤管纱表面,部件易走动、整体稳定性差,使生产高品质纱线的企业难以接受。

环锭纺是目前纺纱领域中用工最多的纺纱设备,而其中细纱工序又是用工最多的工序之一。尽管当今工人工资逐年提高,但招工难的矛盾一直困扰着纺纱企业,使本来利润偏低的纺纱企业领导意识到:必须通过设备技术的突破来大力减少用工,缓解招工难的矛盾。

细纱短车集体落纱装置主要用于老机改造,解决其自动落纱问题,使整台细纱机的每个锭子同时拔纱、同时插管,因此落纱效率最高。其不足之处是原有的细纱短车的设计和制造精度难以符合安装集体落纱的要求,从而会降低其可靠性、稳定性。细纱短车集体落纱设备利用率低,每台细纱机配置一套,占地面积大,制造成本及费用很高。

近几年来国内纺纱企业围绕减少用工采取的技术措施主要有三个方面,分别是采用细络联技术、采用带集体自动落纱的细纱长机与托盘式自动络筒机相配套、在常规细纱机上采用自动集体落纱与智能小机落纱。

智能化落纱车的实质就是三维机器人,是一款集电磁感应、光、机、电、气全程自动控制的智能型落纱车。通过光电、位移传感器检测信号对机械动作进行准确定位,经plc处理后,控制伺服电机、气动元件,达到小车运动、拔满管、插空管、满管收集全过程自动化,是我国独特条件下的自主发明。其结构巧妙合理、自动化程度高,能够在不损伤纱线的前提下拔除纱管,使大量使用普通锭子的细纱机能够实现自动落纱。

途径1:采用细络联技术

智能化落纱车能很方便的实现对老机的改造,不需要对锭子及筒管的专门改造,可与任何新老环锭细纱机配套使用,能适应光锭杆、铝锭杆落纱。而细纱短车集体落纱装置改造与智能化落纱车相比,固然省了落纱工,但却增加了维修保养工作量和价格不菲的机物料费用。智能化落纱车的主要费用在抓管气囊与数量不多的剪刀及电子元器件上。

效果:细纱落纱工可减少2/3,落纱搬运工及理管工可全部省却。

虽然细纱短车集体落纱装置留头率相对高一些,但如果锭杆尾纱清理不及时,留头率会急剧下降。铜陵市松宝机械有限公司生产的s9型智能落纱机在留头处理上方法独特,其硬件设计和软件支持配合好,尾纱也不需要专门清理,留头率比人工落纱留头要好。

细络联技术是从细纱机上集体落下的细纱管,通过自动联接系统直接输送到自动络筒上络成筒子纱。该项技术在国外已推广应用,但在国内,目前只有少数企业在使用。

从经济效益分析:采用常规细纱机改自动集体落纱细纱机的方法,每台改造费在8万~10万之间。1万锭细纱机(以24台计)的改造总费用为200万元~240万元,折算到每锭为200元~240元。而采用智能型落纱小机,每万锭改造费(每组2台小机及细纱机电器行走轨道改造等费用)为70万左右。如每组可供30台细纱机落纱,则万锭改造费可降到60万元,即每锭改造费为60元~70元,是改集体落纱的1/3。

由于国内细络联技术尚处于开发与试验阶段,故目前在纺纱企业使用的细络联设备都是从国外引进的。浙江纺纱企业先后从瑞士立达与德国青泽公司引进了细络联设备,前者系1632锭超长型细纱机与40锭自动络筒机联接,后者是1200锭细纱长机与30锭自动络筒机联接在一起。

需要改造落纱装置的企业应该注意分析自身是否具备条件改造以及哪一种落纱形式更适合自己的改造。合适的就是最好的,所以,应该根据企业具体情况选择适当的改造方式。

在生产实践中,企业感受到,采用细络联技术有利有弊,有利方面是细纱落纱工可减少2/3,落纱搬运工及理管工可全部省却,但带来的问题是不利于品种翻改。因细络联的自动络筒的锭数配置是按固定纱号配置的,如生产品种规格长期不变是可行的。但国内纺纱企业根据市场变化往往要翻改品种规格,纱号改粗时自动络筒机锭数不够用,纱号改细时又有空锭运转,不经济。

细络联生产局限性较大,且投资较高,这是国内不能大面积推广细络联的重要原因。

途径2:细纱长机与自动络筒机配套使用

效果:带集体自动落纱的细纱机与自动络筒机相配套由于取消了人工插管,每人的络筒机看台能力从1台提高至3~4台。

采用带集体自动落纱的细纱长机与托盘式自动络筒机相配套,是目前新建企业或企业技改选用的减少用工的主要途径。由于传统细纱机锭数少(420锭/台为标准型),落纱采用人工落纱,每万锭要配一组落纱队,用工多,故近几年来国内纺机制造业借鉴国外先进技术研发与生产了自动集体带落纱细纱长机,受到纺织企业的普遍欢迎。

由于该设备将人工落纱改为自动集体落纱,使落纱工的劳动强度减轻,落纱工也大大节约,每万锭落纱工从6人减少为2人,三班运转可节约落纱工12人。同时采用自动集体落纱,使落纱停台时间也可比原来的人工落纱缩短1~2分钟,有利于生产效率的提高。

据有关资料显示,近三年来国内采用自动带集体落纱的细纱长机,每年以300多台递增,目前已超过1000万锭,占环锭纺总锭数10%左右。浙江省是使用细纱自动集体落纱长机时间较早、使用较多的省份之一,目前已有30多家企业1300多台自动集体落纱细纱长机在应用,并多数与最新型的托盘式自动络筒机相配套,它与纱库型自络筒机相比,由于取消了人工插管,工人的络筒机看台能力从每人看1台提高到每人看3~4台。

细纱长机与托盘式自动络筒机配套使用,使环锭纺用工最多的细纱与络筒两个工序,变成自动化程度高,用工较少的工序,这是环锭纺纱企业减少用工的重要途径。

途径3:改造常规细纱机

效果:两种改造方法均能取得减少落纱工1/2~2/3。

第三条途径是在常规细纱机上采用自动集体落纱与智能小机落纱。据相关统计资料,目前国内有环锭纺细纱机1亿多锭,但采用集体自动落纱细纱长机目前尚只有1000万锭左右,90%以上细纱机仍采用人工落纱。因此,如何使量大面广常规细纱机通过适当改造也能减少用工,这是国内众多纺纱企业所期盼的。目前国内纺机制造厂根据纺纱企业要求已研发推出了在常规细纱机减少用工的两项技术措施。

一是在常规细纱机(420~480锭/台)改造成自动集体落纱细纱机,与细纱长机一样将人工落纱改为自动集体落纱,使落纱工减少1/2以上。

二是采用智能型的小机落纱。如安徽铜陵松宝公司生产的S9型智能化落纱小机,可一次同时拔管,插管10个纱管,一台420锭细纱机落纱时间在90秒左右,落纱后开车留头率可达到95%以上,落纱停台时间及落纱后断头情况均优于人工落纱。智能落纱机每组2台,据国内多家使用企业实践,纺29~18.5tex时,该设备可供24~30台细纱机使用,每个落纱组从6个落纱工减少到2~3人。浙江纺纱企业也已开始使用智能型落纱机,反映较好。

在常规细纱机上采用这两种技术措施来减少用工,从经济效益分析:采用常规细纱机改自动集体落纱细纱机,每台改造费在8万~10万之间。1万锭细纱机以24台计,则改造总费用为200万~240万元,折算到每锭为200~240元。而采用智能型落纱小机,每组2台及细纱机电器行走轨道改造等费用,每万锭改造费为70万左右,如每组可供30台细纱机落纱,则万锭改造费可降到60万元,即每锭改造费为60~70元,是改集体落纱的1/3。

两种改造方法均能取得减少落纱工1/2~2/3的效果。但从降低改造费用、加快投资回收分析,采用智能型落纱小机优势明显,应作为常规细纱机的首选改造方案。据了解目前全国已有100多家纺纱企业使用松宝公司生产的S9型智能型落纱小机400多台,尤其是国内著名的纺纱企业,如安徽华茂、江苏大生、山东德棉、浙江百隆等企业都已使用智能型落纱小机,在减少用工、提高设备生产效率等方面均取得一定成效。而常规细纱机改集体自动落纱装置,目前国内不少纺机制造企业虽已有改造样机推出,但因改造投资费用太高,多数企业难以承受。

(作者:浙江新型纺织品研发重点实验室章友鹤、浙江中大集团国际贸易有限公司王凡能、浙江省新型纺织品研发重点实验室毕大明)

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