切絲系統(tǒng)的改進及在粗旦氨綸紡織中的應用

王京玉+林海+高昆倫

摘要：粗旦氨綸絲作為下游紡織企業(yè)的主要原材料，在市場中占有較大比例。針對紙尿布生產(chǎn)企業(yè)在使用420 ～1 050 D粗旦氨綸絲紡絲絲餅時，在生產(chǎn)線上無法抽頭，不能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，易造成材料浪費和生產(chǎn)效率降低的現(xiàn)象，泰和新材投資20多萬元對紡絲卷繞機臺切絲系統(tǒng)進行機械和電氣改造，最終產(chǎn)品用戶反饋效果良好，大大降低了紡織工人的勞動強度，提高了生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞：粗旦氨綸；紡絲機臺；紙尿布；泰和新材

中圖分類號：TS103.7 文獻標志碼：A

Improvement of Cutting System and Its Application in Heavy-denier Spandex Textiles

Abstract： As the main raw material for the downstream textile enterprises， heavy-denier spandex accounts covers high market share. However， some downstream users， mainly disposable diaper producers meet problems when using 420 D to 1050 D spandex package， as it is difficult for them to take out during production， thus cant realize continuous production， causing material waste and low production efficiency. To solve the problem， Tayho Advanced Materials Co.， Ltd. invests more than CNY 200 000 in mechanical and electrical transformation of the cutting system on winding machine. The resulted product received loud applause from customers for its advantages of reducing labor intensity of operators and increasing production efficiency.

Key words： heavy-denier spandex； spinning machine； disposable diaper； Tayho Advanced Materials

煙臺泰和新材料股份有限公司是專業(yè)從事高性能纖維研發(fā)、生產(chǎn)及應用開發(fā)的國家級高新技術(shù)企業(yè)，中國高性能纖維的開拓先鋒和行業(yè)龍頭。其九期車間的主要產(chǎn)品為 420 ～1 050 D的粗旦絲，主要應用于紙尿褲產(chǎn)品的加工制造。

1 國內(nèi)紙尿褲市場現(xiàn)狀

紙尿褲是一種拋棄式的尿褲，由無紡布、棉和氨綸等材料制成，包括幼兒專用和成人專用兩種。中國每年新生嬰兒1 700萬，0 ～ 3 歲嬰幼兒約6 900萬，其中城市的嬰幼兒數(shù)量超過1 000萬，相當于澳大利亞人口的總和。我國目前生育率明顯偏低，僅為印度的60%，甚至低于美法英等發(fā)達國家，過低的生育率不利于經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展并加大了社會撫養(yǎng)的負擔。隨著國家逐步放開“雙獨、單獨二胎”政策，有望在 5 年內(nèi)新增1 800萬新生兒。紙尿褲用量也會有較大的增長空間，嬰幼兒紙尿褲2014/2015銷量增長預計由4.7%/4.9%顯著提升至7.7%/10.6%。隨著我國人民生活水平的不斷提高和醫(yī)療技術(shù)水平的不斷進步，人們的壽命越來越長，人口呈高齡化發(fā)展趨勢，而其中失禁人口的比例也隨之不斷增長。因此，中國嬰兒、成人紙尿褲市場呈現(xiàn)快速增長的趨勢，紙尿褲市場潛力巨大。

2 改進型切絲系統(tǒng)技改背景

煙臺泰和新材股份公司九期項目所采用的紡絲機臺為日本TMT公司的459型氨綸紡絲機，該設備經(jīng)過多年改造升級，智能化程度、控制集成度及運行穩(wěn)定性都有很大的提高，可生產(chǎn)目前市場上大多數(shù)型號的氨綸絲。在粗旦絲尤其是針對紙尿褲制造所需要的420 ～ 1 050 D的氨綸絲生產(chǎn)時，由于紙尿褲生產(chǎn)廠家對氨綸卷筒有特殊的要求，即在絲餅切換的同時，需要在絲餅紙筒的邊緣預留出一定長度的氨綸絲，其目的是為了在紙尿褲的生產(chǎn)中不產(chǎn)生斷頭，使生產(chǎn)連續(xù)，提高效率和減少原材料的損耗。這樣目前的TMT紡絲機臺就不能滿足該要求，必須對設備進行技術(shù)改造。

3 切絲系統(tǒng)改造方案

根據(jù)紙尿褲生產(chǎn)企業(yè)的實際反饋，對TMT紡絲機臺的切換擺刀機電部分進行了拆解和探究。經(jīng)過反復觀察和實驗發(fā)現(xiàn)，TMT機臺控制集成度較高，部分控制節(jié)點有專利和技術(shù)保密的情況。所以放棄了對機臺本體系統(tǒng)的改造，改為在機臺切絲系統(tǒng)上做文章，重新加工制作切刀，并對其加裝單獨的控制系統(tǒng)。切絲系統(tǒng)總體改造方案如圖 1 所示。

3.1 切絲系統(tǒng)機械改造

利用TMT機臺原擺臂切刀，將其拆解，對切刀部分進行機械加工改造，以適應改造整體機械要求。機械改造后的切刀機構(gòu)圖如圖 2 所示。

圖 3 為改造后的切刀動作示意圖。其中，1 為擺臂，控制切刀的軸向運動；2 為切刀，用于切換時將絲從絲筒上切斷；3 為絲餅，為紡絲卷繞成品；4 為切刀位置傳感器，用于監(jiān)測切刀位置，到位后按程序執(zhí)行切刀水平動作；5 為切刀水平運動執(zhí)行氣缸，用以執(zhí)行切刀的水平運動。

3.2 切絲系統(tǒng)電氣控制

當卷繞絲餅滿卷，擺臂作軸向運動，將切刀抬起。到位后觸發(fā)切刀位置傳感器經(jīng)邏輯模塊控制執(zhí)行氣缸水平運動，將氨綸絲推離紙管中心，待切換完成后將絲纏繞在空紙筒的外緣。此時邏輯模塊延時完成，切刀復位，擺臂復位，控制完成。電氣原理如圖 4 所示，其中，控制部分采用西門子公司的LOGO！，通用邏輯模塊作為邏輯控制中心，選用SMC公司的傳動氣缸和傳感器作為控制執(zhí)行和反饋機構(gòu)。

如圖 4，控制回路由外部提供24 VDC，將磁電開關(guān)接入LOGO！邏輯模塊的輸入端I1，將切刀位置傳感器接入輸入端I2，邏輯模塊的輸出端Q1連接控制執(zhí)行氣缸的電磁閥。圖 5 為切刀的延遲控制梯形圖程序。

此控制系統(tǒng)只描述了單臺機臺設備的控制方法，在此基礎上只需增加相同的梯形圖語句，就可增加至同時控制 4個紡織機臺的功能。

4 結(jié)束語

此次技術(shù)改造使得紡絲機臺生產(chǎn)的卷繞絲餅在切換后，在直筒邊緣能夠成功留頭，使得紙尿布生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)過程中，不需要手動留頭，實現(xiàn)了下游客戶的連續(xù)生產(chǎn)。這種絲筒的側(cè)切口留頭技術(shù)，大大降低下游企業(yè)工人的工作量，提高了生產(chǎn)效率，對于提高其產(chǎn)品質(zhì)量和提升經(jīng)濟效益具有重要意義。

參考文獻

[1] 胡琛瑜.粗旦絲的生產(chǎn)現(xiàn)狀及存在的主要問題[J].現(xiàn)代紡織技術(shù)，2002（1）：24-26.

[2] 白木.紙尿褲市場發(fā)展綜述[J].湖北造紙，2004（3）：31-33.

[3] 張曙光.泰和新材：飛躍蝶變 再創(chuàng)新高[J].中國紡織，2012（2）：57.

[4] 徐祥.剪切刀在切邊卷繞機中的應用及技術(shù)改進[J].非織造布，2012（3）：45-47.

[5] 殷興光，梁春絨.PLC在特種構(gòu)件卷繞機系統(tǒng)中的應用[J].科技創(chuàng)新導報，2011（13）：105.

[6] 黃鳳根，成玲，魏建，等.高速紡絲卷繞機的機電一體化技術(shù)[J].合成纖維，2004（1）：25-26.

摘要：粗旦氨綸絲作為下游紡織企業(yè)的主要原材料，在市場中占有較大比例。針對紙尿布生產(chǎn)企業(yè)在使用420 ～1 050 D粗旦氨綸絲紡絲絲餅時，在生產(chǎn)線上無法抽頭，不能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，易造成材料浪費和生產(chǎn)效率降低的現(xiàn)象，泰和新材投資20多萬元對紡絲卷繞機臺切絲系統(tǒng)進行機械和電氣改造，最終產(chǎn)品用戶反饋效果良好，大大降低了紡織工人的勞動強度，提高了生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞：粗旦氨綸；紡絲機臺；紙尿布；泰和新材

中圖分類號：TS103.7 文獻標志碼：A

Improvement of Cutting System and Its Application in Heavy-denier Spandex Textiles

Abstract： As the main raw material for the downstream textile enterprises， heavy-denier spandex accounts covers high market share. However， some downstream users， mainly disposable diaper producers meet problems when using 420 D to 1050 D spandex package， as it is difficult for them to take out during production， thus cant realize continuous production， causing material waste and low production efficiency. To solve the problem， Tayho Advanced Materials Co.， Ltd. invests more than CNY 200 000 in mechanical and electrical transformation of the cutting system on winding machine. The resulted product received loud applause from customers for its advantages of reducing labor intensity of operators and increasing production efficiency.

Key words： heavy-denier spandex； spinning machine； disposable diaper； Tayho Advanced Materials

煙臺泰和新材料股份有限公司是專業(yè)從事高性能纖維研發(fā)、生產(chǎn)及應用開發(fā)的國家級高新技術(shù)企業(yè)，中國高性能纖維的開拓先鋒和行業(yè)龍頭。其九期車間的主要產(chǎn)品為 420 ～1 050 D的粗旦絲，主要應用于紙尿褲產(chǎn)品的加工制造。

1 國內(nèi)紙尿褲市場現(xiàn)狀

紙尿褲是一種拋棄式的尿褲，由無紡布、棉和氨綸等材料制成，包括幼兒專用和成人專用兩種。中國每年新生嬰兒1 700萬，0 ～ 3 歲嬰幼兒約6 900萬，其中城市的嬰幼兒數(shù)量超過1 000萬，相當于澳大利亞人口的總和。我國目前生育率明顯偏低，僅為印度的60%，甚至低于美法英等發(fā)達國家，過低的生育率不利于經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展并加大了社會撫養(yǎng)的負擔。隨著國家逐步放開“雙獨、單獨二胎”政策，有望在 5 年內(nèi)新增1 800萬新生兒。紙尿褲用量也會有較大的增長空間，嬰幼兒紙尿褲2014/2015銷量增長預計由4.7%/4.9%顯著提升至7.7%/10.6%。隨著我國人民生活水平的不斷提高和醫(yī)療技術(shù)水平的不斷進步，人們的壽命越來越長，人口呈高齡化發(fā)展趨勢，而其中失禁人口的比例也隨之不斷增長。因此，中國嬰兒、成人紙尿褲市場呈現(xiàn)快速增長的趨勢，紙尿褲市場潛力巨大。

2 改進型切絲系統(tǒng)技改背景

煙臺泰和新材股份公司九期項目所采用的紡絲機臺為日本TMT公司的459型氨綸紡絲機，該設備經(jīng)過多年改造升級，智能化程度、控制集成度及運行穩(wěn)定性都有很大的提高，可生產(chǎn)目前市場上大多數(shù)型號的氨綸絲。在粗旦絲尤其是針對紙尿褲制造所需要的420 ～ 1 050 D的氨綸絲生產(chǎn)時，由于紙尿褲生產(chǎn)廠家對氨綸卷筒有特殊的要求，即在絲餅切換的同時，需要在絲餅紙筒的邊緣預留出一定長度的氨綸絲，其目的是為了在紙尿褲的生產(chǎn)中不產(chǎn)生斷頭，使生產(chǎn)連續(xù)，提高效率和減少原材料的損耗。這樣目前的TMT紡絲機臺就不能滿足該要求，必須對設備進行技術(shù)改造。

3 切絲系統(tǒng)改造方案

根據(jù)紙尿褲生產(chǎn)企業(yè)的實際反饋，對TMT紡絲機臺的切換擺刀機電部分進行了拆解和探究。經(jīng)過反復觀察和實驗發(fā)現(xiàn)，TMT機臺控制集成度較高，部分控制節(jié)點有專利和技術(shù)保密的情況。所以放棄了對機臺本體系統(tǒng)的改造，改為在機臺切絲系統(tǒng)上做文章，重新加工制作切刀，并對其加裝單獨的控制系統(tǒng)。切絲系統(tǒng)總體改造方案如圖 1 所示。

3.1 切絲系統(tǒng)機械改造

利用TMT機臺原擺臂切刀，將其拆解，對切刀部分進行機械加工改造，以適應改造整體機械要求。機械改造后的切刀機構(gòu)圖如圖 2 所示。

圖 3 為改造后的切刀動作示意圖。其中，1 為擺臂，控制切刀的軸向運動；2 為切刀，用于切換時將絲從絲筒上切斷；3 為絲餅，為紡絲卷繞成品；4 為切刀位置傳感器，用于監(jiān)測切刀位置，到位后按程序執(zhí)行切刀水平動作；5 為切刀水平運動執(zhí)行氣缸，用以執(zhí)行切刀的水平運動。

3.2 切絲系統(tǒng)電氣控制

當卷繞絲餅滿卷，擺臂作軸向運動，將切刀抬起。到位后觸發(fā)切刀位置傳感器經(jīng)邏輯模塊控制執(zhí)行氣缸水平運動，將氨綸絲推離紙管中心，待切換完成后將絲纏繞在空紙筒的外緣。此時邏輯模塊延時完成，切刀復位，擺臂復位，控制完成。電氣原理如圖 4 所示，其中，控制部分采用西門子公司的LOGO！，通用邏輯模塊作為邏輯控制中心，選用SMC公司的傳動氣缸和傳感器作為控制執(zhí)行和反饋機構(gòu)。

如圖 4，控制回路由外部提供24 VDC，將磁電開關(guān)接入LOGO！邏輯模塊的輸入端I1，將切刀位置傳感器接入輸入端I2，邏輯模塊的輸出端Q1連接控制執(zhí)行氣缸的電磁閥。圖 5 為切刀的延遲控制梯形圖程序。

此控制系統(tǒng)只描述了單臺機臺設備的控制方法，在此基礎上只需增加相同的梯形圖語句，就可增加至同時控制 4個紡織機臺的功能。

4 結(jié)束語

此次技術(shù)改造使得紡絲機臺生產(chǎn)的卷繞絲餅在切換后，在直筒邊緣能夠成功留頭，使得紙尿布生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)過程中，不需要手動留頭，實現(xiàn)了下游客戶的連續(xù)生產(chǎn)。這種絲筒的側(cè)切口留頭技術(shù)，大大降低下游企業(yè)工人的工作量，提高了生產(chǎn)效率，對于提高其產(chǎn)品質(zhì)量和提升經(jīng)濟效益具有重要意義。

參考文獻

[1] 胡琛瑜.粗旦絲的生產(chǎn)現(xiàn)狀及存在的主要問題[J].現(xiàn)代紡織技術(shù)，2002（1）：24-26.

[2] 白木.紙尿褲市場發(fā)展綜述[J].湖北造紙，2004（3）：31-33.

[3] 張曙光.泰和新材：飛躍蝶變 再創(chuàng)新高[J].中國紡織，2012（2）：57.

[4] 徐祥.剪切刀在切邊卷繞機中的應用及技術(shù)改進[J].非織造布，2012（3）：45-47.

[5] 殷興光，梁春絨.PLC在特種構(gòu)件卷繞機系統(tǒng)中的應用[J].科技創(chuàng)新導報，2011（13）：105.

[6] 黃鳳根，成玲，魏建，等.高速紡絲卷繞機的機電一體化技術(shù)[J].合成纖維，2004（1）：25-26.

摘要：粗旦氨綸絲作為下游紡織企業(yè)的主要原材料，在市場中占有較大比例。針對紙尿布生產(chǎn)企業(yè)在使用420 ～1 050 D粗旦氨綸絲紡絲絲餅時，在生產(chǎn)線上無法抽頭，不能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，易造成材料浪費和生產(chǎn)效率降低的現(xiàn)象，泰和新材投資20多萬元對紡絲卷繞機臺切絲系統(tǒng)進行機械和電氣改造，最終產(chǎn)品用戶反饋效果良好，大大降低了紡織工人的勞動強度，提高了生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞：粗旦氨綸；紡絲機臺；紙尿布；泰和新材

中圖分類號：TS103.7 文獻標志碼：A

Improvement of Cutting System and Its Application in Heavy-denier Spandex Textiles

Abstract： As the main raw material for the downstream textile enterprises， heavy-denier spandex accounts covers high market share. However， some downstream users， mainly disposable diaper producers meet problems when using 420 D to 1050 D spandex package， as it is difficult for them to take out during production， thus cant realize continuous production， causing material waste and low production efficiency. To solve the problem， Tayho Advanced Materials Co.， Ltd. invests more than CNY 200 000 in mechanical and electrical transformation of the cutting system on winding machine. The resulted product received loud applause from customers for its advantages of reducing labor intensity of operators and increasing production efficiency.

Key words： heavy-denier spandex； spinning machine； disposable diaper； Tayho Advanced Materials

煙臺泰和新材料股份有限公司是專業(yè)從事高性能纖維研發(fā)、生產(chǎn)及應用開發(fā)的國家級高新技術(shù)企業(yè)，中國高性能纖維的開拓先鋒和行業(yè)龍頭。其九期車間的主要產(chǎn)品為 420 ～1 050 D的粗旦絲，主要應用于紙尿褲產(chǎn)品的加工制造。

1 國內(nèi)紙尿褲市場現(xiàn)狀

紙尿褲是一種拋棄式的尿褲，由無紡布、棉和氨綸等材料制成，包括幼兒專用和成人專用兩種。中國每年新生嬰兒1 700萬，0 ～ 3 歲嬰幼兒約6 900萬，其中城市的嬰幼兒數(shù)量超過1 000萬，相當于澳大利亞人口的總和。我國目前生育率明顯偏低，僅為印度的60%，甚至低于美法英等發(fā)達國家，過低的生育率不利于經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展并加大了社會撫養(yǎng)的負擔。隨著國家逐步放開“雙獨、單獨二胎”政策，有望在 5 年內(nèi)新增1 800萬新生兒。紙尿褲用量也會有較大的增長空間，嬰幼兒紙尿褲2014/2015銷量增長預計由4.7%/4.9%顯著提升至7.7%/10.6%。隨著我國人民生活水平的不斷提高和醫(yī)療技術(shù)水平的不斷進步，人們的壽命越來越長，人口呈高齡化發(fā)展趨勢，而其中失禁人口的比例也隨之不斷增長。因此，中國嬰兒、成人紙尿褲市場呈現(xiàn)快速增長的趨勢，紙尿褲市場潛力巨大。

2 改進型切絲系統(tǒng)技改背景

煙臺泰和新材股份公司九期項目所采用的紡絲機臺為日本TMT公司的459型氨綸紡絲機，該設備經(jīng)過多年改造升級，智能化程度、控制集成度及運行穩(wěn)定性都有很大的提高，可生產(chǎn)目前市場上大多數(shù)型號的氨綸絲。在粗旦絲尤其是針對紙尿褲制造所需要的420 ～ 1 050 D的氨綸絲生產(chǎn)時，由于紙尿褲生產(chǎn)廠家對氨綸卷筒有特殊的要求，即在絲餅切換的同時，需要在絲餅紙筒的邊緣預留出一定長度的氨綸絲，其目的是為了在紙尿褲的生產(chǎn)中不產(chǎn)生斷頭，使生產(chǎn)連續(xù)，提高效率和減少原材料的損耗。這樣目前的TMT紡絲機臺就不能滿足該要求，必須對設備進行技術(shù)改造。

3 切絲系統(tǒng)改造方案

根據(jù)紙尿褲生產(chǎn)企業(yè)的實際反饋，對TMT紡絲機臺的切換擺刀機電部分進行了拆解和探究。經(jīng)過反復觀察和實驗發(fā)現(xiàn)，TMT機臺控制集成度較高，部分控制節(jié)點有專利和技術(shù)保密的情況。所以放棄了對機臺本體系統(tǒng)的改造，改為在機臺切絲系統(tǒng)上做文章，重新加工制作切刀，并對其加裝單獨的控制系統(tǒng)。切絲系統(tǒng)總體改造方案如圖 1 所示。

3.1 切絲系統(tǒng)機械改造

利用TMT機臺原擺臂切刀，將其拆解，對切刀部分進行機械加工改造，以適應改造整體機械要求。機械改造后的切刀機構(gòu)圖如圖 2 所示。

圖 3 為改造后的切刀動作示意圖。其中，1 為擺臂，控制切刀的軸向運動；2 為切刀，用于切換時將絲從絲筒上切斷；3 為絲餅，為紡絲卷繞成品；4 為切刀位置傳感器，用于監(jiān)測切刀位置，到位后按程序執(zhí)行切刀水平動作；5 為切刀水平運動執(zhí)行氣缸，用以執(zhí)行切刀的水平運動。

3.2 切絲系統(tǒng)電氣控制

當卷繞絲餅滿卷，擺臂作軸向運動，將切刀抬起。到位后觸發(fā)切刀位置傳感器經(jīng)邏輯模塊控制執(zhí)行氣缸水平運動，將氨綸絲推離紙管中心，待切換完成后將絲纏繞在空紙筒的外緣。此時邏輯模塊延時完成，切刀復位，擺臂復位，控制完成。電氣原理如圖 4 所示，其中，控制部分采用西門子公司的LOGO！，通用邏輯模塊作為邏輯控制中心，選用SMC公司的傳動氣缸和傳感器作為控制執(zhí)行和反饋機構(gòu)。

如圖 4，控制回路由外部提供24 VDC，將磁電開關(guān)接入LOGO！邏輯模塊的輸入端I1，將切刀位置傳感器接入輸入端I2，邏輯模塊的輸出端Q1連接控制執(zhí)行氣缸的電磁閥。圖 5 為切刀的延遲控制梯形圖程序。

此控制系統(tǒng)只描述了單臺機臺設備的控制方法，在此基礎上只需增加相同的梯形圖語句，就可增加至同時控制 4個紡織機臺的功能。

4 結(jié)束語

此次技術(shù)改造使得紡絲機臺生產(chǎn)的卷繞絲餅在切換后，在直筒邊緣能夠成功留頭，使得紙尿布生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)過程中，不需要手動留頭，實現(xiàn)了下游客戶的連續(xù)生產(chǎn)。這種絲筒的側(cè)切口留頭技術(shù)，大大降低下游企業(yè)工人的工作量，提高了生產(chǎn)效率，對于提高其產(chǎn)品質(zhì)量和提升經(jīng)濟效益具有重要意義。

參考文獻

[1] 胡琛瑜.粗旦絲的生產(chǎn)現(xiàn)狀及存在的主要問題[J].現(xiàn)代紡織技術(shù)，2002（1）：24-26.

[2] 白木.紙尿褲市場發(fā)展綜述[J].湖北造紙，2004（3）：31-33.

[3] 張曙光.泰和新材：飛躍蝶變 再創(chuàng)新高[J].中國紡織，2012（2）：57.

[4] 徐祥.剪切刀在切邊卷繞機中的應用及技術(shù)改進[J].非織造布，2012（3）：45-47.

[5] 殷興光，梁春絨.PLC在特種構(gòu)件卷繞機系統(tǒng)中的應用[J].科技創(chuàng)新導報，2011（13）：105.

[6] 黃鳳根，成玲，魏建，等.高速紡絲卷繞機的機電一體化技術(shù)[J].合成纖維，2004（1）：25-26.