技术 | 一代数智能化全流程筒纱柔性包装线
赛特环球机械（青岛）有限公司从2007年开始一直致力于研究纺织工厂的机器换人，经过多年的研究储备，2015年开始在国内率先推出全流程无人筒纱智能包装物流系统，该系统包含筒子纱吊笼轨道输送系统、分品种收集存储系统、包装仓储系统三大子系统，满足了纺纱工厂从纺纱设备到仓储全过程智能化、无人化筒子纱包装物流的需求。该技术拥有多项发明专利，整体具备世界先进水平，多项技术具备世界领先水平，填补了国内空白，补足了国内该环节的供应链短板。产品一经推出受到魏桥集团、安徽华茂、天虹集团、无锡一棉、华兴纺织、三和纺织等国内知名纺织企业的广泛认可，目前，90%以上的国内知名企业已经选用环球集团的该系列产品，最长已经稳定运行超过6年。
2.1 筒子纱配重的本质和意义
筒子纱配重的本质是筛选组合规定数量的筒子纱，将整包筒子纱的重量控制在要求范围内。无论技术如何发展，配重的本质相同，其过程都是将事先纺好的筒子纱进行称重，存储，筛选组合。
在筒纱智能包装物流系统推广过程中发现：知名企业的纺纱设备自带精密定长，车间温湿度控制较好，在包装过程中进行单纱筛重，筛出异常超重和超轻的筒纱即可满足全流程智能包装物流生产要求。
但是全国近亿纱锭的存量市场中，有近80%的纺纱企业所用设备不能满足精密定长生产要求，且温湿度控制相对较差，实际纺纱重量批次差异较大，为满足下游客户每包规定数量筒纱的重量精度，生产过程中需要对筒子纱进行筛选组合(配重精度X客户依据实际设定)的实际需求，也就是我们俗称的“配重”。
因客户而生，为客户而强，2015年开始，赛特环球公司同广大纺织企业用户一起开始了筒子纱配重的研究与应用。
2.2 筒子纱配重技术的创新与应用
赛特环球公司技术团队经过连续多年对筒子纱配重技术的研究与创新、为满足客户差异化实际需求，先后推出了以下三种主要应用模式。（1）高效双工位人工辅助配重；（2）高效双通道自动配重；（3）全流程配重。
2.2.1 高效双工位人工辅助配重
该技术分为称重工作台、整包纱送出推手，整包存储工作台，卸纱推手、控制系统五个部分，工作时人工将整包筒子纱按次序位置放置到称重工作台上，满足要求时整包纱送出推手将配重完成的筒子纱一次性送出到整包存储工作台上，然后在卸纱推手与整包存储工作台的动作配合下，实现存储筒子纱向输送线的输送，同时可以进行下一包筒子纱的配重工作，控制系统实现配重功能与单工位配重相同，不同的是整包存储工作台预存配重完成的整包筒子纱。
该模式最大的特点就是实现了筒子纱配重、与筒子纱送出的操作可同时操作，大大提升了配重的工作效率。
2.2.2高效双通道自动配重
人工或拆垛机械手将筒子纱分别放置到配重纱通道和正常纱通道，筒子纱分通道进行称重。筒子纱配重过程中，配重通道将称重后的筒子纱单个存储，配重完成后优先补充筒子纱；正常纱通道根据存储的筒子纱，系统自动确认通过的数量，筒子纱快速通过。
纺纱不满足配重精度要求时，配重通道将筒子纱剔除两个，然后自动补入符合重量要求的筒子纱。该模式配重过程自动完成，不需要人工的干预。
2.2.3 全流程配重技术
全流程配重是相对上述的两种配重而言的， 系统的最大特点是：系统从筒子纱纺纱设备开始，系统自身实现纺纱工厂筒子纱分品种、分机台、分时段自动收取纺纱设备上的筒子纱，实现收、送、存、称重、记录、数据存储分析、自动配重、自动送给包装系统、纺纱异常即时监控，及时指导纺纱工艺参数调整、自动显示可视化管理等智能化功能，实现了配重系统与纺纱设备及其操作工之间的信息交互，配重系统与管理者间的信息传递，满足了工厂数字化、智能化、网络化的管理需求。
全流程配重技术为赛特环球机械（青岛）有限公司专利技术，环球产品已经在国内多个公司推广应用，国外尚未见类似技术应用。
全流程配重按照单纱称重所在位置、以及配重实现形式可以分以下三种模式：
2.2.3.1 集中称重存储配重模式
该模式实施流程图如图1。
图1 集中称重存储配重流程图
机械手从纺纱设备（环锭纺、涡流纺、气流纺）上分机台、分品种自动取纱送入空中吊笼输送系统，每个吊笼独立编码识别（或射频识别），卸纱机械手根据输送过来的筒子纱信息（机台、品种、班次、时段）等，在吊笼输送过程中进行品种识别确认（可选）剔除，然后卸纱机械手将筒子纱分品种卸下，送入按品种区分的单纱秤重通道，称重后筒子纱进行存储、并配重，运行过程中筒子纱在各工序的信息与计算机系统实时进行交互控制、数据存储分析挖掘应用。
该模式的技术优点是：称重工作台数量等于品种数量，减少了秤台间的系统误差；筒子纱吊笼输送卸纱时只需区分品种等信息，不需要兼顾配重的功能，可以优先从吊笼输送系统上下纱，不影响吊笼输送和下纱的效率；兼顾了筒子纱信息追溯的条件要求，实现了筒子纱分机台的实时监控，分析处理反馈；单环吊笼每天筒子纱输送能力可达16000个，输送效率高。据统计，采用环球该系列产品的客户，单环一条编制袋包装线，六个品种同时在线，产量超过33吨/天。能够满足大部分客户多品种柔性生产并且效率最大化的需求。
该模式的技术缺点是：每个品种都要增加缓存箱存储配重或堆拆垛存储配重，占用地面空间相对较大。
2.2.3.2 分机台称重存储配重模式
该模式实施流程图如图2。
图2 分机台称重存储配重流程图
该模式与集中称重存储配重模式相比，单纱称重的位置移到了每个纺纱机台下纱处，相比集中称重存储模式增加了称台的数量，成本相对增加，且增加了因秤台称重偏差而造成配重精度的下降概率。
2.2.3.3 分机台称重吊笼输送配重模式
该模式实施流程图如图3。
图3 分机台称重吊笼输送配重流程图
每个纺纱设备末端设立一个称重台，筒子纱从纺纱机台送出，先经过末端的称重台称重后，再由取纱机械手将筒子纱取下，送入空中吊笼输送系统，空中吊笼系统根据送入的筒子纱，在输送到卸纱机械手的过程中实现运算配重和视觉品种剔除，符合配重和品种要求的筒子纱经过卸纱机卸手时分品种取下，送入后续的包装工序，在进入包装工序之前对其品种进行最终复检确认。系统运行过程中筒子纱在各工序的信息与计算机系统实时进行交互控制、数据存储分析挖掘应用。
该系统的优点是:在吊笼输送系统上存储筒纱，记忆品种重量信息，进行配重计算，由卸纱机械手按配好的筒纱进行卸纱配重，地面空间占用相对较小。
经过客户的运行实践，该系统存在严重的缺陷:吊笼轨道输送系统兼顾配重功能，要求吊笼数量增加，轨道输送系统的长度增加，增加了系统运行负载，增加了轨道输送的磨损和故障率；配重需要存储筒纱，吊笼上不满包的筒纱没法进行配重，配重不成功或数量不足一包的筒纱需要在吊笼上空运转，降低了吊笼的输送能力，甚至严重制约络筒机的效率（这是客户最不能接受的），不适合产量较高的生产需求，单环每天生产能力大约8000个纱，大约是存储配重模式产能的一半；对于多品种的生产模式，当品种操作6个以后，系统上因配重存纱过多，输送效率下降更加明显，不适合多品种的生产模式。该种模式的适用场景较少，我们不作为优先方案推荐给客户。
全流程配重技术是筒纱智能包装物流系统功能的进一步完善和发展，实现了纺纱信息追溯、配重、包装物流的一体化融合，配重过程中监控各机台纺纱重量状态、指导纺纱设备实时调整工艺参数，全过程实现收、送、存、称重、记录、数据存储分析、自动配重、自动送出包装、纺纱异常监控，即时指导纺纱工艺参数调整、可视化管理等智能化纺纱、配重包装功能，进一步丰富了现代纺纱工厂数字化、网络化的生产管理功能。纺纱工厂对于配重系统的选型要根据自身的产品定位、品种、产量、场地等情况而定。赛特环球公司的技术团队可以为客户进行个性化定制。
作者：崔桂华 王森栋 马恒印 任义利 赛特环球机械（青岛）有限公司
编辑：中国纱线网新媒体团队