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      一種氨綸自動(dòng)落筒成套解決方案

      2017-09-26 09:15:10江蘇天明機(jī)械集團(tuán)有限公司徐波曹寅
      紡織機(jī)械 2017年9期
      關(guān)鍵詞:收卷氨綸紡絲

      江蘇天明機(jī)械集團(tuán)有限公司 徐波 曹寅/文

      一種氨綸自動(dòng)落筒成套解決方案

      江蘇天明機(jī)械集團(tuán)有限公司 徐波 曹寅/文

      針對(duì)氨綸行業(yè)紡絲生產(chǎn)線卷裝人工落絲筒現(xiàn)狀,闡述了一種替代人工的自動(dòng)化落絲筒成套解決方案。

      氨綸 卷裝 落絲筒 自動(dòng) 紡絲 機(jī)械手 落筒小車 空紙筒 無(wú)人工廠

      前言

      氨綸在國(guó)外稱斯潘德克斯(Spandex),我國(guó)稱氨綸,是一種彈性纖維,具有高延伸性、低彈性模量和彈性回復(fù)率。氨綸纖維自上世紀(jì)五十年代末工業(yè)化生產(chǎn)以來(lái),經(jīng)歷了曲折的發(fā)展,現(xiàn)今全世界已達(dá)到年產(chǎn)六十多萬(wàn)噸的規(guī)模。在國(guó)外,氨綸主要在發(fā)達(dá)國(guó)家生產(chǎn),近幾年來(lái)在中等發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家也有較大發(fā)展。我國(guó)氨綸工業(yè)起步較晚,但發(fā)展速度迅猛,現(xiàn)已成為世界最大的氨綸生產(chǎn)國(guó)。

      國(guó)內(nèi)外廠家差別化連續(xù)紡絲技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟,高速卷繞頭生產(chǎn)中絕大多數(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換,但是卷繞頭完成的絲餅卷裝還需要人工進(jìn)行落絲筒,人工裝空紙筒。紡絲車間噪音大,車間溫度高,化學(xué)溶劑對(duì)人體健康存在危害,操作工勞動(dòng)強(qiáng)度大的問(wèn)題始終存在。一直以來(lái)人工落筒的生產(chǎn)模式,始終制約了國(guó)內(nèi)外氨綸行業(yè)自動(dòng)化水平的提高。

      截至目前,由北京機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化研究所自主開(kāi)發(fā),應(yīng)用于滌綸化纖行業(yè)的自動(dòng)落絲系統(tǒng)已經(jīng)開(kāi)發(fā)成功,主要解決任何自動(dòng)將滿卷絲筒管由卷繞頭上取下再運(yùn)送出車間的問(wèn)題,廣泛使用于滌綸紡絲車間;但是應(yīng)用于氨綸行業(yè)的自動(dòng)落筒系統(tǒng)仍屬于行業(yè)空白。

      本文介紹的自動(dòng)落筒成套技術(shù)方案,能夠?qū)⒕砝@完成的氨綸卷裝自動(dòng)收集,同時(shí)更換空紙管,自動(dòng)檢驗(yàn)、噴碼,然后直接輸送至包裝線,能夠最大程度減少紡絲工段操作人員,提高生產(chǎn)效率,自動(dòng)化程度高,實(shí)現(xiàn)無(wú)人工廠。

      1 自動(dòng)落筒成套技術(shù)方案工作流程

      1.1 自動(dòng)落絲筒小車自動(dòng)收集滿卷氨綸絲筒管,然后更換空紙管,每次三臺(tái)卷繞機(jī)一組同時(shí)完成;如果紡絲過(guò)程需要人工干預(yù)處理,小車收卷裝桿可向上旋轉(zhuǎn)90度成豎直狀態(tài)(運(yùn)行和避讓狀態(tài)),實(shí)現(xiàn)人機(jī)結(jié)合。

      圖1 總體流程布局圖

      輸送時(shí)間節(jié)拍及產(chǎn)能計(jì)算方法為:氨綸紡絲車間生產(chǎn)線一般采用對(duì)面排布,按最新紡絲生產(chǎn)線,每條線90臺(tái)卷繞機(jī),兩條線總共180臺(tái)卷繞機(jī),每三臺(tái)卷繞機(jī)為1組,總共60組,每組卷繞頭滿卷時(shí)間以2小時(shí)計(jì)算,如果采用1臺(tái)移動(dòng)小車,所需節(jié)拍時(shí)間計(jì)算為2*60*60/60=120秒,而按以上第1步流程1臺(tái)移動(dòng)小車所需周期時(shí)間最少150秒,所以采用1臺(tái)移動(dòng)小車輸送時(shí)間節(jié)拍不夠;如果采用2臺(tái)移動(dòng)小車,工作節(jié)拍時(shí)間為75秒,輸送時(shí)間節(jié)拍能夠滿足,所以需要采用2臺(tái)移動(dòng)小車。落絲工作由兩輛小車共同完成,兩輛小車輪換工作在環(huán)形軌道內(nèi),服務(wù)左右2條紡絲生產(chǎn)線。

      圖2 收卷狀態(tài)示意圖

      1.2 自動(dòng)落絲小車收好滿卷氨綸絲筒管、換好空紙管后,收卷裝桿向上旋轉(zhuǎn)90度成豎直狀態(tài),從紡絲車間跨過(guò)過(guò)渡區(qū)移動(dòng)到檢驗(yàn)車間與卷裝下料工位對(duì)接,將氨綸絲筒管向上推入收卷接料機(jī)械手,實(shí)現(xiàn)與后道結(jié)合。需要配備專門(mén)的收卷機(jī)械手,機(jī)械手收卷能力的計(jì)算如下:

      圖3 滿卷對(duì)接狀態(tài)示意圖

      按照兩條線總共180臺(tái)卷繞機(jī),每三臺(tái)卷繞機(jī)為1組,總共60組,按照每臺(tái)卷繞機(jī)同時(shí)卷取20只絲餅,采用2臺(tái)移動(dòng)小車,工作節(jié)拍時(shí)間為75秒,機(jī)械手收卷能力計(jì)算:20*3*60*60/75=2880(只/小時(shí)),所以機(jī)械手收卷能力應(yīng)該為3000(只/小時(shí))。

      1.3 自動(dòng)落筒小車下完料后,收卷裝桿翻轉(zhuǎn)90度呈水平狀態(tài)與空紙管上料工位對(duì)接,由空紙管上料機(jī)構(gòu)將空紙管補(bǔ)齊,實(shí)現(xiàn)與前道結(jié)合。需要配備專門(mén)的空紙管上料機(jī)構(gòu),保證空紙管的及時(shí)供給。空紙管上料機(jī)構(gòu)供料能力與機(jī)械手收卷能力相當(dāng),同樣不小于3000(只/小時(shí))。

      圖4 空卷對(duì)接狀態(tài)示意圖

      1.4 收卷接料機(jī)械手水平移動(dòng)將卷滿成品氨綸絲筒管推入成品輸送線后,首先進(jìn)行噴碼(由于噴在卷裝筒管內(nèi)壁比較特殊,需根據(jù)廠家試驗(yàn)結(jié)果出具體方案),然后進(jìn)行視覺(jué)檢驗(yàn)(相機(jī)對(duì)圓周面拍照),檢出小卷裝及亂絲的不合格品會(huì)自動(dòng)落入NG輸送線由人工集中處理(如剝絲、分揀等),最后合格品直接運(yùn)送到包裝輸送線,完成產(chǎn)成品包裝(晚班如果沒(méi)有人工處理NG品,NG品由收集箱收集,滿料報(bào)警后由巡檢人員更換收集箱),此處成品輸送線的輸送能力與機(jī)械手收卷能力相當(dāng),同樣不小于3000(只/小時(shí)),噴碼機(jī)、視覺(jué)檢驗(yàn)裝置與成品輸送線能力匹配,包裝輸送線包裝能力也是不小于3000(只/小時(shí))滿卷成品氨綸絲筒管,此步驟也可以根據(jù)各廠家的具體情況和使用要求進(jìn)行設(shè)置(見(jiàn)圖5、圖6)。

      1.5 轉(zhuǎn)移到第1 步,如此不斷循環(huán)。

      圖5 檢驗(yàn)包裝過(guò)程示意圖

      圖6 NG品處置狀態(tài)示意圖

      2 控制系統(tǒng)

      整套自動(dòng)化方案的實(shí)現(xiàn),離不開(kāi)控制系統(tǒng)的支持??刂葡到y(tǒng)選用專業(yè)的運(yùn)動(dòng)控制器,采用高精度伺服系統(tǒng),整個(gè)系統(tǒng)采用CANOPEN總線通信,采用觸摸屏組態(tài)監(jiān)控整個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài),用戶操作簡(jiǎn)單方便,動(dòng)作準(zhǔn)確,可靠性好。

      3 結(jié)束語(yǔ)

      氨綸自動(dòng)落筒系統(tǒng)的技術(shù)攻關(guān),不僅大大提高國(guó)內(nèi)外紡織機(jī)械行業(yè)的自動(dòng)化水平,而且可以大大提高生產(chǎn)效率,減少用工成本,改善工作環(huán)境,對(duì)于氨綸行業(yè)的發(fā)展具有廣泛而深遠(yuǎn)的意義。本方案的提出,希望能夠起到一個(gè)拋磚引玉的作用,希望能夠?qū)π袠I(yè)專家的技術(shù)創(chuàng)新有所幫助。

      [1] 吳振強(qiáng) 王勇 邱野 王峰年 李云翾,化纖用自動(dòng)落絲車控制系統(tǒng),中國(guó)科技期刊數(shù)據(jù)庫(kù) 工業(yè)B ,2015年4月

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