1 在線檢測技術在現代紡紗工程中的重要作用
在紡織產品質量檢測過程中,對織物的布面檢測基本采用全數檢驗方法;而對棉紗線的質量檢驗,由于大部分檢驗是采用破壞性試驗,因而只能采用隨機抽樣檢驗。紡紗工程和織造工程相比,其生產單元(即紡紗紗錠)較多,隨機抽樣檢驗時,很有可能某些有質量缺陷的紗錠很長時間都采集不到樣品進行檢測,且以子樣水平代表總體水平的棉紗平均質量,并不能完全決定布面質量,往往在總體水平不差的一批棉紗中,個別卷裝的次品會影響到整個布面質量和實用質量。隨著紡織技術的不斷進步,特別是電子信息技術及計算機技術的飛速發展,在線檢測技術在紡紗工程中得到越來越廣泛的應用。加速在線檢測技術的發展,推進在線檢測技術的應用,對加強紡紗生產的過程質量控制,改進和完善傳統紗線質量檢測方法的不足,提高紡織品質量水平,實現紡紗生產現代化和推進紡織技術進步有著重要意義。
在線檢測是指在生產過程中直接對被檢測產品的特性進行檢測的方法。在紡紗工程的很多工序都較早的使用了在線檢測和自動調節、自動檢測技術。清棉工序的自動檢測棉包高度,自動檢測和控制棉箱存儲量;梳棉工序的自調勻整系統和在線檢測棉結、雜質功能;并條工序的自調勻整系統;粗紗機紡紗張力在線監控系統;細紗工序的斷頭自動檢測和絡筒工序的電子清紗功能等等,都成功地應用了在線檢測技術。在紡紗生產流程中并條工序是控制棉條質量的最后一道工序,絡筒則是去除疵點,控制成紗質量的最后一道工序,應用較為廣泛、使用效果較為明顯的應當是并條機的在線檢測技術和絡筒機的在線檢測技術。本文以較為典型的Vouk SH802E、Unimax并條機和 Savio Orion絡筒機為例,對并條工序和絡筒工序的在線檢測技術的應用和實際效果作一些探討。
2 在線檢測技術在紡紗關鍵工序的典型應用
2.1 并條工序在線檢測技術的應用
SH802-E及Unimax并條機在線檢測技術包括自調勻整系統、質量檢測與控制系統及機械報警系統。
2.1.1 并條機自調勻整系統
SH802-E及Unimax型并條機上的USC、USG自調勻整系統的作用原理,是用一對凹凸羅拉對喂入并條機的棉條進行連續采樣,檢測其喂入量的變化,將凹凸羅拉位移量的轉化轉換成電壓信號,經計算機處理后,控制伺服電機改變牽伸系統的主牽伸區牽伸倍數,使輸出棉條達到勻整的目的。和傳統的無自調勻整并條機相比,在并條輸出條質量控制上,自調勻整并條機有以下幾方面優點:
(1)牽伸區牽伸倍數的變化與喂入量變化在時間上同步
傳統的并條紡出重量控制方法是在并條機生產過程中每班定時采樣,將檢測重量與設計重量對照,當離線檢測的重量超過設計重量一定范圍時,人工調節牽伸齒輪,改變牽伸倍數,使紡出的重量與設計重量相符(或者相近),過分重或過分輕的棉條則作為不合格品回用。當喂入棉條因前道原因(如配棉變化,落棉工藝改變等)呈系統性變化時,這種方法能夠調節輸出條重量,使成紗號數達到一致。但在調節過程中,有明顯的滯后性。當喂入條因偶發性因素(如棉卷破洞,瀉棉網,吸白,缺條等等)而呈無規律變化時,定時采樣則很難發現其變化情況,即使偶然發現這種變化,也有可能以偏概全,輕易調整并條機的牽伸倍數,從而產生更嚴重的系統不勻。USC、USG型開環式自調勻整系統,通過設定死區長度來調整牽伸倍數的變化延時,達到牽伸改變與喂入量變化同步,有效地避免了傳統調節方法中的調節滯后和對無規律變化的消極控制。
(2) 牽伸區牽伸倍數的變化與喂入量變化在變化量上同步
傳統的并條紡出重量控制方法中,通常規定當輸出條偏離標準重量±1%以上時調整并條機一只冠牙,偏離標準重量±2%以上時作回棉條處理。即使這種人為的規定是合理的,若排除粗紗,細紗牽伸過程中的干擾因素,熟條重量差異±1%時,成紗重量也會有±1%的差異。在并條機牽伸機構中,調整一只冠牙,只能改變牽伸倍數的1%左右,如果要作微量調整,要么增加冠牙齒數,要么增加牽伸對牙的數量,這在機械設計中是困難的。在離線檢測中將實測重量與標準重量對比時,標準重量是干燥重量或是一定回潮率下的濕重,而實測重量則是生產環境實際回潮率下的濕重,實際回潮在重量檢測時是未知的,必須經過較長時間烘干后才能計算出實際回潮,因此按照實測重量調節并條重量時,總是默認檢測時的回潮率與上一次檢測時的回潮率是一致的,因而是不嚴謹的。在自調勻整并條機中,當實際喂入量G與理論喂入Go是有差值△G時,實際總牽伸倍數Q1與理論牽伸倍數Qo遵守以下勻整方程式
Q1=Qo*(1+△G/Go)
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