棉紡廠原棉異纖清除技術(shù)探討

張得旺 姜 佳 韋 星

(陜西長(zhǎng)嶺紡織機(jī)電科技有限公司，陜西寶雞，721013)

近年來，隨著棉紡企業(yè)對(duì)自身產(chǎn)品質(zhì)量把控要求越來越高,以及紡織廠人力資源成本的不斷攀升，越來越多的紡織廠在其前紡車間加裝了各式各樣的棉花異纖清除機(jī)，代替人工進(jìn)行異纖清除[1]。棉花異纖清除機(jī)通常使用的是以線陣相機(jī)為基礎(chǔ)的圖像采集系統(tǒng)，僅檢測(cè)棉花正反兩個(gè)表面，對(duì)于一些裹夾在棉花中的異纖不能進(jìn)行檢測(cè)?，F(xiàn)如今“包漂白”、“包染色”越來越多被織布廠家所提出，這就對(duì)前紡車間的異纖控制提出了全新的要求。

1 影響異纖機(jī)清除效率的主要原因

異纖機(jī)屬于在線檢測(cè)棉花異纖的自動(dòng)化設(shè)備，圖像質(zhì)量、圖像處理識(shí)別算法直接影響異纖機(jī)的異纖識(shí)別效率；由于異纖機(jī)均采用異步執(zhí)行，即檢測(cè)異纖與剔除異纖不在同一空間位置，從檢測(cè)位置到剔除位置，棉花需要飛行一段距離，因此棉流的平穩(wěn)性、棉速的穩(wěn)定性對(duì)剔除的準(zhǔn)確性有直接影響。所以，異纖機(jī)的清除效率=識(shí)別效率×剔除準(zhǔn)確率[2]。

1.1 圖像質(zhì)量

圖像質(zhì)量受限于硬件平臺(tái)的限制，主要集中在線陣相機(jī)的橫向分辨率[3](橫向像素點(diǎn))和縱向分辨率(相機(jī)行頻)、光照系統(tǒng)的色彩還原性[4]、鏡頭畸變校正[5]、圖像處理卡的數(shù)據(jù)量等方面。圖像質(zhì)量是異纖機(jī)圖像識(shí)別算法開發(fā)的前提，優(yōu)質(zhì)的圖像可降低算法設(shè)計(jì)的難度和復(fù)雜度；而優(yōu)質(zhì)的圖像除受相機(jī)、鏡頭性能的影響外，生產(chǎn)線的棉花開松情況也對(duì)其有很大影響。

1.2 圖像處理識(shí)別算法

異纖機(jī)廠家均根據(jù)原始采集到的圖像進(jìn)行了處理，建立了自己的圖像識(shí)別算法[6]，算法參數(shù)均設(shè)置了閾值(參數(shù)靈敏度)和和值(滿足條件的點(diǎn)數(shù))。圖像處理算法主要基于顏色和形狀方面的識(shí)別。圖像處理識(shí)別算法的好壞直接影響到了異纖機(jī)的清除效率。但是，圖像質(zhì)量的好壞直接影響異纖識(shí)別靈敏度參數(shù)的設(shè)置精度。

1.3 棉流、棉速的穩(wěn)定性

廠家需盡可能保證生產(chǎn)線的棉流處于相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，盡可能減少橫飄及棉速波動(dòng)。穩(wěn)定的棉流有利于提高識(shí)別后的剔除準(zhǔn)確性。各個(gè)異纖機(jī)廠家均有類似的棉速監(jiān)測(cè)功能，但僅能適應(yīng)大的波動(dòng)周期，對(duì)于短時(shí)的波動(dòng)還需要依賴于生產(chǎn)線的調(diào)節(jié)。

1.4 剔除的準(zhǔn)確性

異纖機(jī)主要使用高速電磁閥噴氣實(shí)現(xiàn)異纖剔除。異纖機(jī)在發(fā)現(xiàn)異纖以后，等待異纖飛經(jīng)氣閥剔除位置時(shí)，打開相應(yīng)的高速氣閥將異纖噴出。因此，識(shí)別異纖后的空間位置定位以及異纖到達(dá)剔除區(qū)的時(shí)間非常重要，直接影響剔除的準(zhǔn)確性，而剔除的準(zhǔn)確性影響著最終異纖機(jī)的清除效率。

綜合上述建立異纖機(jī)清除效率數(shù)學(xué)模型，并結(jié)合紡織廠實(shí)際生產(chǎn)線的情況分析：生產(chǎn)線的開松不可能保證所有異纖均暴露在棉流表面，因此異纖識(shí)別效率不可能達(dá)到100%；另外，隨著產(chǎn)量、氣候的變化，棉流速度一定會(huì)有波動(dòng)，所以異纖機(jī)的剔除準(zhǔn)確率也不可能為100%；最終導(dǎo)致異纖機(jī)清除效率達(dá)不到100%。在生產(chǎn)線開松較好、棉速波動(dòng)范圍不超過±1 m的前提下，經(jīng)過實(shí)際生產(chǎn)收集的長(zhǎng)期數(shù)據(jù)分析表明：異纖機(jī)算法識(shí)別效率≥90%，剔除的準(zhǔn)確率約為85%，異纖機(jī)的綜合清除效率可保持在76%左右。

2 異纖清除技術(shù)

不同型號(hào)的異纖機(jī)其檢測(cè)原理類似，本文以我們公司的棉花異纖清除機(jī)為例進(jìn)行說明。

2.1 兩種棉花異纖清除機(jī)簡(jiǎn)介

CS808型棉花異纖清除機(jī)是在紡織生產(chǎn)過程中自動(dòng)清除原棉中混有的異纖、異物的設(shè)備。該設(shè)備的棉流方向?yàn)椤跋逻M(jìn)上出”，相機(jī)5臺(tái)～6臺(tái)，擁有多種檢測(cè)技術(shù)，可串聯(lián)安裝在清棉生產(chǎn)線或清梳聯(lián)生產(chǎn)線中，有效檢測(cè)地膜、色布條、色棉線、麻繩、棕絲、毛發(fā)等異纖。

CS809型棉花異纖清除機(jī)是一種自帶均勻給棉裝置(帶開松效果)的棉花異纖清除機(jī)，可廣泛應(yīng)用于軋花廠及棉紡廠。該設(shè)備的棉流方向?yàn)椤吧线M(jìn)下出”，相機(jī)3臺(tái)～4臺(tái)，可串聯(lián)安裝在清棉生產(chǎn)線或清梳聯(lián)生產(chǎn)線中,也可與CS808型棉花異纖清除機(jī)串聯(lián)使用。同樣擁有多種檢測(cè)技術(shù)，清除異纖種類與CS808型棉花異纖清除機(jī)相同。

2.2 單機(jī)安裝方案

清梳聯(lián)生產(chǎn)線：設(shè)備安裝在廠家生產(chǎn)線精細(xì)開棉機(jī)后，CS808型/CS809型棉花異纖清除機(jī)正對(duì)精細(xì)開棉機(jī)出棉口，CS808型/CS809型棉花入口中心線與精細(xì)開棉機(jī)出棉口中心線重合，用管道連接兩臺(tái)機(jī)器。CS808型棉花異纖清除機(jī)棉流為“下進(jìn)上出”，與廠家精細(xì)開棉機(jī)連接為長(zhǎng)方形扁平管道。CS809型棉花異纖清除機(jī)棉流為“上進(jìn)下出”，與廠家精細(xì)開棉機(jī)連接為圓管道。

清棉生產(chǎn)線：設(shè)備安裝在廠家生產(chǎn)線最后一個(gè)開棉機(jī)后，開棉機(jī)的出口經(jīng)長(zhǎng)方形扁平管道聯(lián)入CS808型的開松機(jī)構(gòu)棉箱口，自下向上經(jīng)過CS808型棉花異纖清除機(jī)檢測(cè)通道，通過后級(jí)方變圓管道送入成卷機(jī)上的凝棉器內(nèi)。在安裝空間能夠滿足要求的情況下，清梳聯(lián)生產(chǎn)線由于開松狀況好，建議安裝CS808型棉花異纖清除機(jī)；如果老式清棉生產(chǎn)線開松不好或中軸線安裝空間不夠，需要補(bǔ)充開松或在其他位置安裝時(shí)，建議安裝CS809型棉花異纖清除機(jī)；安裝位置對(duì)檢測(cè)效果影響很大，其它安裝方式可能降低清除效果。

2.3 “一線兩機(jī)”安裝方案

對(duì)于異纖要求高且安裝場(chǎng)地滿足要求的廠家，可采用“一線兩機(jī)”的方案，即將兩臺(tái)不同型號(hào)的異纖機(jī)串聯(lián)使用，進(jìn)一步提高異纖清除效果。紡織廠前級(jí)開棉機(jī)開松好的棉花第一次經(jīng)過一臺(tái)CS808型棉花異纖清除機(jī)(棉流下進(jìn)上出)后，已經(jīng)清除了棉花中的大部分異纖，但仍有一些裹夾或未被發(fā)現(xiàn)的異纖漏過，在后級(jí)再串聯(lián)一臺(tái)CS809型棉花異纖清除機(jī)(棉流上進(jìn)下出)，通過CS809型棉花異纖清除機(jī)的棉箱充分混和后，重新開松，可進(jìn)一步提高對(duì)異纖的清除效果，做到查漏補(bǔ)缺。如果采用“一線兩機(jī)”串聯(lián)安裝，總的異纖清除效率=首臺(tái)異纖機(jī)清除效率+(1-首臺(tái)異纖機(jī)清除效率)×后級(jí)串聯(lián)的異纖機(jī)清除效率=76%+(1-76%)×76%≈94%，比單機(jī)安裝方案的清除效率有明顯提高。

圖1為我公司“一線兩機(jī)”串聯(lián)示意圖。串聯(lián)的兩臺(tái)異纖機(jī)中間必須有一臺(tái)“接力”輸棉風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)最好可變頻，調(diào)整抽力大小，保證棉流穩(wěn)定。棉流的穩(wěn)定直接影響到異纖機(jī)的最終清除效果。

圖1 “一線兩機(jī)”串聯(lián)示意圖

2.4 “一線兩機(jī)”串聯(lián)管道泄風(fēng)調(diào)節(jié)

“一線兩機(jī)”串聯(lián)安裝完畢后，需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況調(diào)節(jié)泄風(fēng)，以保證棉流在管道中的通暢，盡可能減少橫飄。后級(jí)CS809型棉花異纖清除機(jī)開棉機(jī)棉箱前裝有一節(jié)梯形管道，可通過調(diào)整梯形管道與濾塵連接管道處的插板調(diào)節(jié)泄風(fēng)。開棉機(jī)棉箱上端圓形泄風(fēng)管道與濾塵管道處也有一調(diào)節(jié)插板，可以調(diào)節(jié)開棉機(jī)棉箱的泄風(fēng)大小。調(diào)節(jié)原則：可將棉速測(cè)量值作為參考值，調(diào)整泄風(fēng)插板的大小。CS808型棉花異纖清除機(jī)棉流正常穩(wěn)定在6 m/s～8 m/s，如果棉速過低，需將CS809型前級(jí)梯形管道及開棉機(jī)棉箱處的兩個(gè)調(diào)節(jié)插板調(diào)大，增強(qiáng)補(bǔ)風(fēng)。調(diào)節(jié)時(shí)需觀察梯形管道網(wǎng)眼通道及開棉機(jī)棉箱的金屬網(wǎng)眼板有無黏花情況，要基本保證在不黏花的情況達(dá)到順暢過棉。調(diào)節(jié)的同時(shí)需兼顧C(jī)S809型棉花異纖清除機(jī)開棉機(jī)棉箱里的堆棉情況，要求棉箱堆棉至少到棉箱有機(jī)玻璃觀察窗的三分之一，最高不能超過棉箱的有機(jī)玻璃觀察窗的三分之二，棉箱堆棉可通過調(diào)節(jié)開棉機(jī)羅拉電機(jī)頻率實(shí)現(xiàn)。

3 結(jié)語

使用異纖清除機(jī)代替人工清除異纖是技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。“一線兩機(jī)”串聯(lián)安裝是目前解決紡織廠異纖困擾的一種比較有效的手段，可大大降低棉花中的異纖含量，提高后道工序的紗線質(zhì)量，與絡(luò)筒工序帶有異纖清除功能的電子清紗器同時(shí)使用時(shí)，基本可以滿足用戶“包漂白”、“包布疵”的要求?！耙痪€兩機(jī)”串聯(lián)安裝的方式被越來越多的紡織廠用戶所接受和認(rèn)可，是未來推廣的一個(gè)主要方向。