成果與展望分冊

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異性纖維分檢機(jī)應(yīng)用效果與分析

宋毓琳（原無錫紡織機(jī)械實(shí)驗(yàn)中心）

0 概況

在清花流程中的JWF0011A異性纖維分檢機(jī)是經(jīng)緯紡織機(jī)械股份有限公司，根據(jù)中國“紡織工業(yè)科技發(fā)展綱要”，在2010年要重點(diǎn)解決的十項(xiàng)新型成套關(guān)鍵設(shè)備，是走“新型工業(yè)化道路，用信息技術(shù)改造傳統(tǒng)紡織機(jī)械”而研發(fā)的第四代國產(chǎn)全流程棉紡設(shè)備。同時(shí)在自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)上選配日本KEISOKKI公司和瑞士Uster Quantum 2帶除異纖的電子清紗器。這兩類異纖分檢機(jī)(器)均是新建1.6萬錠展示線的配套機(jī)臺。由經(jīng)緯紡機(jī)新技術(shù)有限公司研制，配套清梳聯(lián)線的JWF001lA異性纖維分檢機(jī)(器)，以驗(yàn)證其在紡紗過程中對原棉中夾入的異性纖雜檢除功能，及穩(wěn)定可靠性。使用兩年來在該機(jī)(器)研制人員、紡機(jī)廠科技人員與無錫經(jīng)緯共同調(diào)試、改進(jìn)，經(jīng)一年多正常紡紗運(yùn)行取得了較好的異纖檢除效果，現(xiàn)就清花流程中的JWF0011A異性纖維分檢機(jī)及配置在青紡機(jī)薩維奧(ESPERO)自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)上的兩種清紗異纖檢切器技術(shù)特點(diǎn)、工作原理、性能、檢除效果進(jìn)行介紹和分析，以供同行參考。

1 JWF0011A型異纖分檢機(jī)技術(shù)特征

1.1 主要規(guī)格

產(chǎn)量600 kg／h；棉流速度8～18 m／s；照明8×54 w，主要監(jiān)測器件：高速彩色線陣CCD，2098像素，9120線／s，加紫外線組合雙重檢測；采用高速DSP芯片并行運(yùn)算；清除系統(tǒng)：高壓電磁閥16只64孔，由ISA卡程控；空氣壓力5～6MPa,2NL／次。

1.2 異檢流程

棉流經(jīng)水平管道輸入該機(jī)立式扁平透明過棉通道，經(jīng)燈光全面照亮棉流，CCD高速彩色線陣掃描和經(jīng)調(diào)制波長在CCD感應(yīng)范圍內(nèi)的紫外線雙重檢測，由高速DSP進(jìn)行圖像信息處理，確定異物位置，然后指令清除系統(tǒng)，由ISA．卡控制高壓電磁閥動(dòng)作噴除異纖，輸出棉流流入強(qiáng)力除塵機(jī)，該機(jī)能檢除有色和白色異纖，功能完善。

1.3 主要技術(shù)特征

棉流速度：設(shè)計(jì)流速在8～18 m／s，根據(jù)品種產(chǎn)量選用12 m／s，由后續(xù)機(jī)臺輸棉風(fēng)機(jī)或凝棉器風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，流速隨清梳聯(lián)產(chǎn)量、流程變化而異。

照明系統(tǒng)；全套進(jìn)口專業(yè)照明系統(tǒng)，燈光無頻閃，全方位照亮通過棉流，根據(jù)設(shè)定參數(shù)，自動(dòng)調(diào)整亮度，技術(shù)先進(jìn)，穩(wěn)定可靠。

檢測系統(tǒng)：采用分辨率2098像素的CCD彩色線陣掃描，可達(dá)每秒9120行，獲取實(shí)時(shí)棉流圖像信息，檢測靈敏、穩(wěn)定。還增加紫外線發(fā)生器，紫外線的波長經(jīng)調(diào)制在CCD彩攝的感應(yīng)范圍內(nèi)，可檢測白色透明類塑料、化纖，如聚丙烯、丙綸等異性纖維，能檢除有色與白色各類異性纖維，其分辨率最小值為0．4mm，可檢除絲狀異纖。

信息處理：采用當(dāng)前國際先進(jìn)的DSP高速圖像信息并行計(jì)算處理系統(tǒng)，運(yùn)算速度快，以納秒(ns)計(jì)，實(shí)時(shí)響應(yīng)好，可靠性高，并有照明度自動(dòng)修正，三基色增益修正，依據(jù)異于棉纖維色性差異和形狀大小，確定異性纖維，并定位、指令執(zhí)行系統(tǒng)排除。

執(zhí)行機(jī)構(gòu)：采用進(jìn)口快速響應(yīng)電磁閥16只，64孔，因不同使用條件與輸棉流速，由ISA卡程控電磁閥開啟延時(shí)和持續(xù)噴射時(shí)間，開啟噴射閥數(shù)，精確噴除棉流中檢測到的異色、異性纖維。

工藝調(diào)整：由人機(jī)界面觸摸屏進(jìn)行工藝、生產(chǎn)各參數(shù)的設(shè)定輸入，操作方便；液晶真彩數(shù)顯在線動(dòng)態(tài)，觀察實(shí)時(shí)棉流狀態(tài)、噴射異纖情況，顯示流速、氣壓、噴射異纖次數(shù)、查詢近遠(yuǎn)期信息等生產(chǎn)數(shù)據(jù)。

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：JWF0011A異纖分檢機(jī)結(jié)構(gòu)簡潔，活動(dòng)元件很少、維修極少、方便、運(yùn)行穩(wěn)定可靠，檢除異纖效率較高。

2 紡紗生產(chǎn)試驗(yàn)

2.1 紡紗工藝流程

FA009A往復(fù)抓棉機(jī)→FAl05A單軸流開棉機(jī)→FA029多倉混棉機(jī)→FAll6A主除雜機(jī)→JWF0011A異性纖維分檢機(jī)→FAl56除微塵機(jī)→(FA171喂棉箱+FA203A、B梳棉機(jī)+FT025自調(diào)勻整)×8臺→精并粗細(xì)→青島紡機(jī)薩維奧(ESPER0)自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)的清紗異纖檢除器。

2.2 異纖分檢機(jī)工藝試驗(yàn)

異纖檢除工藝：經(jīng)較長時(shí)間對異纖檢除工藝摸索，優(yōu)選異纖微塵分離機(jī)輸棉流速、排塵風(fēng)機(jī)參數(shù)，使機(jī)臺在較佳工作狀態(tài)運(yùn)行，其喂棉出棉排塵口處工藝參數(shù)見表1。

試驗(yàn)：為了解JWF0011A異纖分檢機(jī)檢除能力，采用1cm×1cm不同色條混入精清棉機(jī)輸出棉流中，經(jīng)異檢機(jī)后，檢出落棉中異纖數(shù)，測知檢除異纖效果如表2。

由表2專項(xiàng)測試，JWF00llA型異纖分檢機(jī)異纖檢除效果，檢出率在74%～85％，平均81.2％，隨顏色越深檢除效果增強(qiáng)，增加了紫外線檢測與原CCD高速彩線陣掃描結(jié)合既檢除有色異纖，又較強(qiáng)的檢除白色透明化纖、塑料等功能，檢除功能完善。

為了解正常運(yùn)轉(zhuǎn)生產(chǎn)時(shí)JWF0011A異纖檢除機(jī)清除異纖效能，統(tǒng)計(jì)了2006年1~6月份各機(jī)總產(chǎn)量，噴除異纖落棉量，人工揀出每天落棉中異纖，稱重，并分類計(jì)數(shù)，匯總于表3。

［注］JWF0011型2006年4月增加紫外線檢測，5月起與原CCD攝像合并使用，后將紫外線與CCD攝像彩色掃描結(jié)合檢測的異纖檢除機(jī)取名為JWF0011A。

由表3可知，JWF0011型異纖分檢機(jī)，6個(gè)月平均落棉率0.22％，噸產(chǎn)量除異纖0.67 g／t、2.2根／t；5~6兩個(gè)月增加紫外線檢測與CCD攝像彩色掃描結(jié)合檢測(機(jī)型為JWF0011A)，CCD檢除有色異纖與紫外線檢除白色透明丙綸絲等異纖，平均落棉率0．3％，略有增加，噸產(chǎn)量除異纖1.47 g／t，2.91 根／t。可見噸產(chǎn)量除重量異纖較優(yōu)，根數(shù)異纖因白色絲狀異纖數(shù)極多，難以計(jì)數(shù)納入，實(shí)際應(yīng)遠(yuǎn)多于2.91 根/t。JWF0011A型異纖分檢機(jī)是當(dāng)前異纖檢除功能完善的異檢機(jī)。

3 自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)異纖檢除

配套在國產(chǎn)第四代棉紡全流程設(shè)備的青島紡機(jī)薩維奧(ESPERO-M／C)型全自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)，在原有基礎(chǔ)上選配當(dāng)前較先進(jìn)的瑞士Uster Quantum2帶異纖檢除器的電子清紗器，日本KEISOKKI公司的三弦電子清紗和異纖檢測(MCE)，現(xiàn)介紹一下青島紡機(jī)薩維奧(ESPERO-M／C)型全自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)的技術(shù)規(guī)格及兩種異纖檢除器。

3.1 青島紡機(jī)薩維奧(ESPERO-M／C)型全自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)的技術(shù)規(guī)格

主要技術(shù)規(guī)格：錠數(shù)60，卷繞速度400~1800 m／min，筒紗規(guī)格 125 mm×300 mm×152 mm，成筒角度9°15″，喂入方法為自動(dòng)喂紗、落紗，清紗功能為除紗疵、異纖，防辮子紗，電腦監(jiān)控，傳動(dòng)方式為單錠變頻電機(jī)。

3.2 瑞士Uster Quantum 2的光電式異纖檢除器

瑞士Uster Quantum 2的光電式異纖檢除器能清除淺色紗線中的深色異纖及深(色紡)紗線中的淺色異纖，可在FD通道上設(shè)置異纖紗疵的長度及異纖與紗線亮度的對比值，同時(shí)還可利用六個(gè)輔助點(diǎn)H1到H6，使清紗曲線適合各個(gè)不同的需要，能完全去除某個(gè)區(qū)域的異纖，并有評級、報(bào)警等功能，使該機(jī)形成電腦→清紗→檢除異纖一體化完善的清紗功能。

檢除異纖專項(xiàng)測試：

為了解瑞士Uster Quantum 2的光電式異纖檢除器在ESPERO-M／L自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)上清紗異纖檢切功能，進(jìn)行專項(xiàng)測試，方法是：清紗與異纖檢切系統(tǒng)同時(shí)啟用，做滿筒紗，再將該筒紗重新倒筒一次，做三只筒紗倒筒三次，分別統(tǒng)計(jì)做滿筒與倒筒檢切異纖次數(shù)，計(jì)算一次切除率。

試驗(yàn)品種CJ60／T40 13.1 tex，卷繞速度1000 m/min，筒紗長度12.16萬m／只，測試數(shù)據(jù)列表4。

由專項(xiàng)測試表4可知，該機(jī)異纖檢除系統(tǒng)一次性檢除棉紗異纖率在70％-92％；平均檢除率80.1％，檢除效果較好。

3.3 日本KEISOKKI公司的三弦電子清紗和異纖檢測(MCE)功能

日本KEISOKKI公司的光電式異纖檢除器，異纖檢測清除曲線分成短而深(DMS)和長而細(xì)(DMI)兩個(gè)區(qū)域，可設(shè)定異纖檢除的色澤(％)與長度(mm)兩個(gè)參數(shù)，并有評級、報(bào)警等功能，使該機(jī)形成電腦一清紗一檢除異纖一體化完善的清紗功能。

為了解ESPERO-M／I自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)清紗異纖檢切功能進(jìn)行專項(xiàng)測試，方法是：清紗與異纖檢切系統(tǒng)同時(shí)啟用，做滿筒紗，再將該筒紗重新倒筒一次，做3只筒紗倒筒3次，分別統(tǒng)計(jì)做滿筒與倒筒檢切異纖次數(shù)，計(jì)算一次切除率。

試驗(yàn)條件：品種CJl4.6tex，卷繞速度1000 m／min，筒紗長度12.9 萬m／只，測試數(shù)據(jù)列表5。

由專項(xiàng)測試表5可知，該機(jī)異纖檢除系統(tǒng)一次性檢除棉紗異纖率在80％～84．6％之間，平均檢除率82％，檢除效果較好。

3.4 自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)增加異纖檢切后的效果

自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)增加異纖檢切后是否影響效率與清紗功能，是棉紡企業(yè)所關(guān)注的問題，我們統(tǒng)計(jì)了半年，主要數(shù)據(jù)平均值列于表6。

由表6可知，兩個(gè)純棉品種在帶異纖檢切自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)上紡制，其主要質(zhì)量數(shù)據(jù)捻接頭強(qiáng)力與效率，毛羽增長率，除紗疵率均優(yōu)于設(shè)計(jì)工藝指標(biāo)，除異纖率在82％以上，絡(luò)筒機(jī)效率較無異纖檢切略低，但仍在86.3%~88.2%，能滿足絡(luò)筒機(jī)生產(chǎn)要求。

4 異纖分檢機(jī)(器)綜合分析

(1)由上述前道清梳聯(lián)JWF0011A型異纖分檢機(jī)專項(xiàng)試驗(yàn)與正常運(yùn)轉(zhuǎn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)知，異纖檢除率80％以上，噸產(chǎn)量除1.47g，生條中仍留有異纖20%左右，經(jīng)最后道自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)再次異纖檢切82％，本流程前后二道總的異纖檢除率在96％以上，筒紗中殘留異纖疵點(diǎn)3%~4%，折合筒紗每十萬米4.3根，可適應(yīng)紡純棉精品“米通”紗，供薄型高檔面料織物對異纖紗疵的質(zhì)量要求。國內(nèi)紡織學(xué)者研討交流認(rèn)為：紡紗中檢除原棉中夾入異纖不低于80％，就可達(dá)到當(dāng)前國際認(rèn)可的常規(guī)織物對棉紗含異纖紗疵的要求。95％左右的除異纖率能適應(yīng)精織品對棉紗含異纖疵點(diǎn)的要求。

(2)新型棉紡全流程設(shè)備展示線配套的JWF0011A型在原CCD高速彩色掃描檢測有色異纖的基礎(chǔ)上，增加了紫外線檢除白色透明丙綸類等異性纖維的功能，雙重檢除異纖，效果明顯，功能齊全，系當(dāng)前異纖分檢機(jī)中功能較完善的機(jī)型。

(3)關(guān)于異纖分檢機(jī)的檢出率是個(gè)較難量化的指標(biāo)，目前沒有統(tǒng)一可行的界定方法，作為衡量檢除率高低的標(biāo)準(zhǔn)。國內(nèi)紡織界雖研究了多種方法計(jì)算，大多是人工目測手檢或加入法，即采用從原棉棉流中混入或在異纖分檢機(jī)喂入，輸出棉流(層)噴出的落棉中分別檢出異纖，或再次機(jī)檢輸出棉流，重復(fù)倒筒紗等，用以計(jì)算異檢機(jī)的檢除率，但僅能估計(jì)實(shí)難準(zhǔn)確。當(dāng)前棉紡企業(yè)只能以織染廠用紗的異纖紗疵滿意為準(zhǔn)，這既是棉紡廠使用異纖檢除機(jī)的顧慮，也是異檢機(jī)推廣發(fā)展的障礙。紡儀科技界如能研發(fā)出似HVI檢測原棉質(zhì)量、AFIS纖維性快速檢驗(yàn)儀的類似設(shè)備是棉紡企業(yè)所企盼的，也將推動(dòng)異檢機(jī)(器)的發(fā)展。

（4）使用異纖檢除機(jī)(器)能否取消人工揀原棉異纖雜物，是棉紡企業(yè)所關(guān)注的大問題。當(dāng)前棉紡廠在試用異纖機(jī)檢除異纖的同時(shí)，仍采用費(fèi)力、耗資、繁瑣的人工揀棉花中的“三絲”。對此國內(nèi)紡織界都進(jìn)行了分析探討展示線經(jīng)兩年來在清梳聯(lián)及自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)前后兩道異纖檢除機(jī)(器)調(diào)試、摸索，在穩(wěn)定異檢效能的基礎(chǔ)上，于2007年4月，取消人工揀原棉異纖雜物，棉包直接投入紡紗生產(chǎn)，初步能適應(yīng)紡精品紗織高檔薄形面料對異纖紗疵的要求，如長期實(shí)踐能適應(yīng)，是棉紡生產(chǎn)所期待的，也是涉及異纖分檢機(jī)(器)推廣應(yīng)用的關(guān)鍵。

5 結(jié)語

國產(chǎn)第四代棉紡全流程設(shè)備展示線配置的清梳聯(lián)JWF0011A型異纖分檢機(jī)和薩維奧自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)清紗異纖檢切器，具有較好的檢除各類異纖的功能，前后總檢除異纖率達(dá)95％以上，可適紡精品“米通”紗，滿足優(yōu)質(zhì)薄形面料織物要求，取得了良好的市場效果和經(jīng)濟(jì)效益。

JWF0011A異纖分檢機(jī)，結(jié)構(gòu)簡潔，功能完善，能檢除各種異纖及微塵短絨，運(yùn)行穩(wěn)定，維護(hù)操作簡便，性價(jià)比合理，系國產(chǎn)異纖機(jī)優(yōu)選機(jī)型。

經(jīng)相當(dāng)長時(shí)間對異纖檢除機(jī)(器)的調(diào)試，工藝優(yōu)選，取得較好的檢除效果，目前已試行不采用人工揀原棉異纖雜物，棉包直接投產(chǎn)紡紗，初步看筒紗異纖紗疵能適應(yīng)精織物要求，客戶滿意，有希望經(jīng)長期試紡實(shí)踐，去除人工揀棉包異纖“費(fèi)力耗資”這一長期困擾棉紡企業(yè)的難題，促進(jìn)紡紗中在線自動(dòng)異檢機(jī)檢異纖的發(fā)展。

（參考文獻(xiàn)略）