國內(nèi)棉紡織廠細(xì)紗短機一般都沿用著人工落紗方式，勢必造成人工成本高、設(shè)備生產(chǎn)效率低，影響企業(yè)的經(jīng)濟效益。現(xiàn)探討細(xì)紗短機使用智能落紗機器人落紗的可行性。實踐證明，它是解決當(dāng)前紡織企業(yè)招工難和用工成本高等問題的有效途徑之一。

眾所皆知，紡織企業(yè)具有用人多、難管理等特點。企業(yè)要積極響應(yīng)國家“智能化生產(chǎn)”號召，創(chuàng)新紡織行業(yè)智能生產(chǎn)模式，通過信息技術(shù)改造傳統(tǒng)紡織產(chǎn)業(yè)，實現(xiàn)了管理過程信息化、制造過程自動化和車間生產(chǎn)智能化。對細(xì)紗機進行落紗智能化改造，目前已有52臺國內(nèi)外一些先進的細(xì)紗機長車采用全自動集體落紗，還有325臺（約14萬錠生產(chǎn)規(guī)模）細(xì)紗短機仍沿用傳統(tǒng)的人工落紗的方式。如下闡述細(xì)紗智能型落紗機器人與在用的細(xì)紗長機集體落紗和與人工落紗的情況，并作對比，闡明各自落紗形式的優(yōu)缺點。

1 各種技術(shù)方案的優(yōu)缺點和性價比分析

1.1 細(xì)紗長機自動集體落紗系統(tǒng)

細(xì)紗長機自動集體落紗系統(tǒng)一般是應(yīng)用于新上細(xì)紗長機，也有用于老機改造的，其落紗效率高、用工少，留頭率相對高，較好地解決了自動落紗問題。不足之處是占地面積大，設(shè)備成本及費用很高（一臺細(xì)紗機配一臺自動落紗設(shè)備），對細(xì)紗機器材錠子和筒管要求高。若延用原有錠子和筒管易造成拔紗、插管動作有誤，造成改造后細(xì)紗機的實際使用情況與需要達到的期望值不符。改造的與原配集體落紗裝置在許多使用技術(shù)性能指標(biāo)上有較大差距，從而會降低其可靠性和穩(wěn)定性。

1.2 智能化落紗機器人

智能落紗機器人實質(zhì)是三維立體機器人，是一款集電磁感應(yīng)、光、機、電、氣全程自動控制的智能型落紗車。主要機構(gòu)由控制面板、升降氣缸、氣囊抓管器、5組伺服電機、割紗機構(gòu)、插管機構(gòu)和拖鏈機構(gòu)等組成，通過光電、位移傳感器檢測信號對機械動作進行準(zhǔn)確定位，經(jīng)PLC處理后，全機主要動作通過伺服電機控制和壓縮空氣氣動元件智能驅(qū)動，由操作面板控制實現(xiàn)一鍵操作，再通過智能控制，實現(xiàn)落紗機自動行走、自動拔管、自動插管、滿管收集和自動返回全過程自動落紗。一般可1臺智能落紗機器人配對30臺細(xì)紗機，其結(jié)構(gòu)巧妙合理、自動化程度高，能夠在不損傷紗線的前提下拔除紗管，使大量使用普通錠子的細(xì)紗機能夠?qū)崿F(xiàn)自動落紗。智能落紗機器人每組由2人操作。操作測定智能落紗機自動落紗標(biāo)準(zhǔn)工時：從落紗前準(zhǔn)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。

1.3 人工落紗工作效能

以FA506型細(xì)紗機（420錠）為例，人工落紗每組4人，完成一臺落紗工作經(jīng)測試大約需要120~130s，由于落紗工人的工作熟練程度、勞動強度、工作的連續(xù)性和緊湊性等人為因素影響，造成落紗時間還會延長。

2 方案的選擇和優(yōu)勢

經(jīng)過對設(shè)備性能、用工管理和投資成本等綜合因素對比，在短車?yán)霞啓C上落紗改造方案的選擇上，首選采用智能落紗機器人，通過進行技術(shù)改造，以機器換人，減輕生產(chǎn)工人勞動強度和減少用工，緩解企業(yè)生產(chǎn)成本高和招工難的問題。其優(yōu)勢分解如下。

2.1 落紗時間較短

每一落紗用時80s，比人工落紗快，理論標(biāo)準(zhǔn)工時每次落紗相差43s。由于工作熟練程度、人的體能、工作的連續(xù)性和緊湊性等原因，實際人工操作與標(biāo)準(zhǔn)工時相差甚遠(yuǎn)，而由于是機械自動操作，智能落紗機自動落紗實際操作的用時與標(biāo)準(zhǔn)工時相差不大，而且能夠保證工作的連續(xù)性、緊湊性不受人的體能、操作熟練程度影響。

2.2 留頭率有所提高

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。而智能落紗機抓管器是采用抓手氣囊、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，保證了管紗的質(zhì)量。

智能落紗機配置了2臺伺服電機，負(fù)責(zé)聯(lián)合控制拔紗裝置。拔管傳感器射出光點來確認(rèn)落紗機位置，控制電磁式打管器，使12只拔紗器和陸續(xù)插管能精確、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(zhǔn)、快、穩(wěn)”，運行更可靠，確保垂直拔紗、插管，實現(xiàn)了落紗后較高的留頭率。根據(jù)實際測定統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)表明，智能落紗機相比人工落紗留頭率高出8.5個百分點。

2.3 減少用工

原來每個落紗小組由4人組成，最多可負(fù)責(zé)30臺細(xì)紗短車，325臺細(xì)紗機需11組，4人/班，每組3班，則需132人。現(xiàn)已購進14臺智能落紗機器人，每臺機器人負(fù)責(zé)落紗，1人/班，3個班，共需42人，總減少用工132-42＝90（人）。

3 智能落紗機器人的操作使用特點

3.1 操作流程

一臺智能落紗機僅需一人操作，工作內(nèi)容是：上空管—通電—通氣—輔助落紗機上軌道—落紗跟蹤觀察—落紗完畢細(xì)紗機開車啟動—落紗機自動返回—檢查紗線并接斷頭—卸滿紗—下一落紗準(zhǔn)備。

3.2 操作方式

完善的設(shè)計使智能落紗機操作變得極為簡單，一鍵操作即可完成整個落紗動作過程。

3.3 人員要求

對操作工體能、文化程度、操作熟練程度沒有特別要求，一臺智能落紗機重量約150kg，無論男女或年紀(jì)大小的新工人只要培訓(xùn)半天，就能直接上崗輕松操作。

3.4 智能化落紗車缺點

一次動作拔12個滿管，一次插一個空管，效率相對降低，落紗小車還需要人工駕駛。

3.5 “三率”指標(biāo)

智能落紗機器人采用多功能的氣囊式抓管機構(gòu)設(shè)計，以及高效率的旋轉(zhuǎn)留尾紗技術(shù)設(shè)計等，使得拔管準(zhǔn)確率平均達99%，插管準(zhǔn)確率平均98%，開車后留頭率平均97%。留頭率的提高，對下次生頭工技能要求有了降低。

3.6 智能化落紗車能很方便地實現(xiàn)對老機的改造

兩臺智能化落紗車組成一組，可以滿足30~40臺細(xì)紗機的落紗。兩臺落紗機為一個落紗組，落紗機可分左右手，也可以不分左右手，方便使用廠家選擇。

4 智能落紗機器人的改造對器材的要求

智能落紗機器人對器材的要求為：

不需要對錠子及筒管的專門改造，能適應(yīng)光錠桿、鋁錠桿落紗；可與任何新老環(huán)錠細(xì)紗機配套使用;該機垂直錠桿拔管、插管，不接觸管紗表面，拔管模擬人工搓旋，使紗管預(yù)先脫離錠子，不傷錠子和紗管;器材消耗主要是氣囊，使用壽命根據(jù)光錠桿和鋁錠桿種類不同，一般在1~5個月不等，一個氣囊價值10元，運行費用低。

5 使用智能落紗機器人對管理的要求

5.1 落紗時要將錠桿拔起

使用智能落紗機器人存在著落紗機落紗時經(jīng)常把錠子一起拔起的情況，故應(yīng)通過把錠腳失效的錠子逐步維修或更換，保證鋼領(lǐng)板平齊，

隔紗板進出位置統(tǒng)一，葉子板高低一致，錠子高低一致。

5.2 更換刀片防止紗尾割不斷

落紗時，剪刀有時割不斷紗尾，致使小車在行走時扯斷紗，造成紗過長，通過及時更換尾紗刀片，使其始終保持鋒利狀態(tài)，避免割不斷現(xiàn)象的發(fā)生，建議使用進口刀片，使用壽命長，減少了更換次數(shù)。

5.3 減少高管避免錠桿纏回絲

細(xì)紗落紗時不可避免地在錠桿上會留有回絲，使用能落紗機器人時的紗尾比人工落紗的紗尾要長，更容易增加回絲。生成回絲的根源主要是細(xì)紗管天眼堵塞，造成高管現(xiàn)象。另外，適當(dāng)調(diào)高細(xì)紗的始紡位置，也能減少回絲量。經(jīng)過一段時間的實踐，回絲明顯減少，

大大提高了落紗效率，問題得到了解決。

6 結(jié)語

企業(yè)使用智能落紗機器人一年多來，測試公司所有機型、所有品種、所有的不同紡紗型式（有普通紡、緊密紡、賽絡(luò)緊密紡和色紡等）、不同的錠子結(jié)構(gòu)（光錠桿和鋁錠桿）。其測試結(jié)果為：拔管率：99.9%；插管率：99.9%；留頭率：94.4%，整體效果滿意）智能落紗機器人的使用也讓企業(yè)看到自身存在的問題，同時認(rèn)識到，對于新技術(shù)的推廣應(yīng)用，作為使用者應(yīng)具備積極態(tài)度，不能一味地依賴廠家，應(yīng)對不適應(yīng)的細(xì)紗機進行對應(yīng)調(diào)整，并實施一系列相應(yīng)的技術(shù)措施和管理制度改革。

使用智能落紗機器人可以實現(xiàn)節(jié)省落紗時間、降低勞動強度和提高勞動生產(chǎn)率。這是當(dāng)前紡織企業(yè)解決招工難和用工成本高等問題的有效途徑之一。

另外，使用了智能落紗機器人后，給公司一個新的挑戰(zhàn)，在后紡自動落筒機配備了自動理管機，直接把空管分別大小頭整齊擺放到空管箱，又是一個節(jié)省人工的好項目。