全流程配重技術(shù)在筒紗智能包裝物流生產(chǎn)線的應(yīng)用研究

崔桂華 王森棟 馬恒印 任義利

全流程配重技術(shù)從筒子紗紡紗設(shè)備開始，實(shí)現(xiàn)了分品種、分機(jī)臺(tái)、分時(shí)段自動(dòng)收取紡紗設(shè)備上的筒子紗，實(shí)現(xiàn)了對(duì)收取筒子紗的自動(dòng)輸送、稱重、存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分析、自動(dòng)配重、紡紗異常即時(shí)監(jiān)控，指導(dǎo)紡紗工藝參數(shù)調(diào)整、可視化管理等功能。

關(guān)鍵字詞：全流程配重技術(shù)筒紗智能包裝物流系統(tǒng)的發(fā)展

一、筒紗智能包裝物流系統(tǒng)的發(fā)展

賽特環(huán)球機(jī)械（青島）有限公司從2007年開始一直致力于研究紡織工廠的機(jī)器換人，經(jīng)過多年的研究?jī)?chǔ)備，2015年開始國內(nèi)率先推出全流程無人筒紗智能包裝物流系統(tǒng)、該系統(tǒng)包含筒子紗吊籠軌道輸送系統(tǒng)、分品種收集存儲(chǔ)系統(tǒng)、包裝倉儲(chǔ)系統(tǒng)三大子系統(tǒng)，滿足了紡紗工廠從紡紗設(shè)備到倉儲(chǔ)全過程智能化、無人化筒子紗包裝物流的需求。該技術(shù)擁有多項(xiàng)發(fā)明專利，整體具備世界先進(jìn)水平，多部分技術(shù)具備世界領(lǐng)先水平，填補(bǔ)了國內(nèi)空白，補(bǔ)足了國內(nèi)該環(huán)節(jié)的供應(yīng)鏈短板。產(chǎn)品一經(jīng)推出受到魏橋集團(tuán)、安徽華茂、天虹集團(tuán)、無錫一棉、華興紡織、三和紡織等國內(nèi)知名紡織企業(yè)的廣泛認(rèn)可，目前，90%以上的國內(nèi)知名企業(yè)已經(jīng)選用環(huán)球集團(tuán)的該系列產(chǎn)品，最長(zhǎng)已經(jīng)穩(wěn)定運(yùn)行超過6年。

二、全流程配重技術(shù)的研究與應(yīng)用

1、筒子紗配重的本質(zhì)和意義

筒子紗配重的本質(zhì)是篩選組合規(guī)定數(shù)量的筒子紗，將整包筒子紗的重量控制在要求范圍內(nèi)。無論技術(shù)如何發(fā)展，配重的本質(zhì)相同，其過程都是將事先紡好的筒子紗進(jìn)行稱重，存儲(chǔ)，篩選組合。

在筒紗智能包裝物流系統(tǒng)推廣過程中發(fā)現(xiàn)：知名企業(yè)的紡紗設(shè)備自帶精密定長(zhǎng)，車間溫濕度控制較好，在包裝過程中進(jìn)行單紗篩重，篩出異常超重和超輕的筒紗即可滿足全流程智能包裝物流生產(chǎn)要求。

但是全國近億紗錠的存量市場(chǎng)中，有近80%的紡紗企業(yè)所用設(shè)備不能滿足精密定長(zhǎng)生產(chǎn)要求，且溫濕度控制相對(duì)較差，實(shí)際紡紗重量批次差異較大，為滿足下游客戶每包規(guī)定數(shù)量的筒紗重量25Kg±Xg（配重精度X客戶依據(jù)實(shí)際設(shè)定）的實(shí)際生產(chǎn)需求，生產(chǎn)過程中需要對(duì)筒子紗進(jìn)行篩選組合，實(shí)現(xiàn)每包紗25Kg±Xg（配重精度X客戶依據(jù)實(shí)際設(shè)定）的實(shí)際需求，也就是我們俗稱的“配重”。

因客戶而生，向客戶而強(qiáng)，2015年開始，賽特環(huán)球公司同廣大紡織企業(yè)用戶一起開始了筒子紗配重的研究與應(yīng)用。

2、筒子紗配重技術(shù)的創(chuàng)新與應(yīng)用

賽特環(huán)球公司技術(shù)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過連續(xù)多年對(duì)筒子紗配重技術(shù)的研究與創(chuàng)新、為滿足客戶差異化實(shí)際需求，先后推出了以下三種主要應(yīng)用模式。

2.1、高效雙工位人工輔助配重

2.2、高效雙通道自動(dòng)配重

2.3、全流程配重

下面分別進(jìn)行介紹：

2.1、高效雙工位人工輔助配重

在我國已廣泛推廣應(yīng)用，賽特環(huán)球公司擁有專利技術(shù)。

該技術(shù)分為稱重工作臺(tái)、整包紗送出推手，整包存儲(chǔ)工作臺(tái)，卸紗推手、控制系統(tǒng)五個(gè)部分，工作時(shí)人工將整包筒子紗按次序位置放置到稱重工作臺(tái)上，滿足要求時(shí)整包紗送出推手將配重完成的筒子紗一次性送出到整包存儲(chǔ)工作臺(tái)上，然后在卸紗推手與整包存儲(chǔ)工作臺(tái)的動(dòng)作配合下，實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)筒子紗向輸送線的輸送，同時(shí)可以進(jìn)行下一包筒子紗的配重工作，控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)配重功能與單工位配重相同，不同的是整包存儲(chǔ)工作臺(tái)預(yù)存配重完成的整包筒子紗。

該模式最大的特點(diǎn)就是實(shí)現(xiàn)了筒子紗配重、與筒子紗送出的操作可同時(shí)操作，大大提升了配重的工作效率。

2.2、高效雙通道自動(dòng)配重

在我國已廣泛推廣使用，賽特環(huán)球公司擁有專利技術(shù)。

人工或拆垛機(jī)械手將筒子紗分別放置到配重紗通道、和正常紗通道，筒子紗分通道進(jìn)行稱重。筒子紗配重過程中，配重通道將稱重后的筒子紗單個(gè)存儲(chǔ)，配重完成后優(yōu)先補(bǔ)充筒子紗;正常紗通道根據(jù)存儲(chǔ)的筒子紗，系統(tǒng)自動(dòng)確認(rèn)通過的數(shù)量，筒子紗快速通過。

紡紗不滿足配重精度要求時(shí)，配重通道將筒子紗剔除兩個(gè)，然后自動(dòng)補(bǔ)入符合重量要求的筒子紗。該模式配重過程自動(dòng)完成，不需要人工的干預(yù)。

2.3、全流程配重技術(shù)

全流程配重是相對(duì)上述的兩種配重而言的，系統(tǒng)的最大特點(diǎn)是：系統(tǒng)從筒子紗紡紗設(shè)備開始，系統(tǒng)自身實(shí)現(xiàn)紡紗工廠筒子紗分品種、分機(jī)臺(tái)、分時(shí)段自動(dòng)收取紡紗設(shè)備上的筒子紗，實(shí)現(xiàn)收、送、存、稱重、記錄、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分析、自動(dòng)配重、自動(dòng)送給包裝系統(tǒng)、紡紗異常即時(shí)監(jiān)控，及時(shí)指導(dǎo)紡紗工藝參數(shù)調(diào)整、自動(dòng)顯示可視化管理等智能化功能，實(shí)現(xiàn)了配重系統(tǒng)與紡紗設(shè)備及其操作工之間的信息交互，配重系統(tǒng)與管理者間的信息傳遞，滿足了工廠數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的管理需求。

全流程配重技術(shù)為賽特環(huán)球機(jī)械（青島）有限公司專利技術(shù)，在國內(nèi)環(huán)球產(chǎn)品已經(jīng)在多個(gè)公司推廣應(yīng)用，國外尚未見類似技術(shù)應(yīng)用。

全流程配重按照單紗稱重所在位置、以及配重實(shí)現(xiàn)形式可以分以下三種模式：

2.3.1、集中稱重存儲(chǔ)配重模式：

該模式實(shí)施流程圖如圖一：

機(jī)械手從紡紗設(shè)備（環(huán)錠紡、渦流紡、氣流紡）上分機(jī)臺(tái)、分品種自動(dòng)取紗送入空中吊籠輸送系統(tǒng)，每個(gè)吊籠獨(dú)立編碼識(shí)別（或射頻識(shí)別），卸紗機(jī)械手根據(jù)輸送過來的筒子紗信息（機(jī)臺(tái)、品種、班次、時(shí)段）等，在吊籠輸送過程中進(jìn)行品種識(shí)別確認(rèn)（可選）剔除，然后卸紗機(jī)械手將筒子紗分品種卸下，送入按品種區(qū)分的單紗秤重通道，稱重后筒子紗進(jìn)行存儲(chǔ)、并配重，運(yùn)行過程中筒子紗在各工序的信息與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)時(shí)進(jìn)行交互控制、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分析挖掘應(yīng)用。

該模式的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是：稱重工作臺(tái)數(shù)量等于品種數(shù)量，減少了秤臺(tái)間的系統(tǒng)誤差;筒子紗吊籠輸送卸紗時(shí)只需區(qū)分品種等信息，不需要兼顧配重的功能，可以優(yōu)先從吊籠輸送系統(tǒng)上下紗，不影響吊籠輸送和下紗的效率;兼顧了筒子紗信息追溯的條件要求，實(shí)現(xiàn)了筒子紗分機(jī)臺(tái)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，分析處理反饋;單環(huán)吊籠每天筒子紗輸送能力可達(dá)16000個(gè)，輸送效率高。據(jù)統(tǒng)計(jì)，采用環(huán)球該系列產(chǎn)品的客戶，單環(huán)一條編制袋包裝線，六個(gè)品種同時(shí)在線，產(chǎn)量超過33噸/天。能夠滿足大部分客戶多品種柔性生產(chǎn)并且效率最大化的需求。

該模式的技術(shù)缺點(diǎn)是：每個(gè)品種都要增加緩存箱存儲(chǔ)配重或堆拆垛存儲(chǔ)配重，占用地面空間相對(duì)較大。

2.3.2分機(jī)臺(tái)稱重存儲(chǔ)配重模式：

該模式實(shí)施流程圖如圖二：

該模式與集中稱重存儲(chǔ)配重模式相比，單紗稱重的位置移到了每個(gè)紡紗機(jī)臺(tái)下紗處，相比集中稱重存儲(chǔ)模式增加了稱臺(tái)的數(shù)量，成本相對(duì)增加，且增加了因秤臺(tái)稱重偏差而造成配重精度的下降概率。

2.3.3分機(jī)臺(tái)稱重吊籠輸送配重模式：

該模式實(shí)施流程圖如圖三：

每個(gè)紡紗設(shè)備末端設(shè)立一個(gè)稱重臺(tái)，筒子紗從紡紗機(jī)臺(tái)送出，先經(jīng)過末端的稱重臺(tái)稱重后，再由取紗機(jī)械手將筒子紗取下，送入空中吊籠輸送系統(tǒng)，空中吊籠系統(tǒng)根據(jù)送入的筒子紗，在輸送到卸紗機(jī)械手的過程中實(shí)現(xiàn)運(yùn)算配重和視覺品種剔除，符合配重和品種要求的筒子紗經(jīng)過卸紗機(jī)卸手時(shí)分品種取下，送入后續(xù)的包裝工序，在進(jìn)入包裝工序之前對(duì)其品種進(jìn)行最終復(fù)檢確認(rèn)。系統(tǒng)運(yùn)行過程中筒子紗在各工序的信息與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)時(shí)進(jìn)行交互控制、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分析挖掘應(yīng)用。

該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是：在吊籠輸送系統(tǒng)上存儲(chǔ)筒紗，記憶品種重量信息，進(jìn)行配重計(jì)算，由卸紗機(jī)械手按配好的筒紗進(jìn)行卸紗配重，地面空間占用相對(duì)較小。

經(jīng)過客戶的運(yùn)行實(shí)踐，該系統(tǒng)存在嚴(yán)重的缺陷：吊籠軌道輸送系統(tǒng)兼顧配重功能，要求吊籠數(shù)量增加，軌道輸送系統(tǒng)的長(zhǎng)度增加，增加了系統(tǒng)運(yùn)行負(fù)載，增加了軌道輸送的磨損和故障率;配重需要存儲(chǔ)筒紗，吊籠上不滿包的筒紗沒法進(jìn)行配重，配重不成功或數(shù)量不足一包的筒紗需要在吊籠上空運(yùn)轉(zhuǎn)，降低了吊籠的輸送能力，甚至嚴(yán)重制約絡(luò)筒機(jī)的效率（這是客戶最不能接受的），不適合產(chǎn)量較高的生產(chǎn)需求，單環(huán)每天生產(chǎn)能力大約8000個(gè)紗，大約是存儲(chǔ)配重模式產(chǎn)能的一半;對(duì)于多品種的生產(chǎn)模式，當(dāng)品種操作6個(gè)以后，系統(tǒng)上因配重存紗過多，輸送效率下降更加明顯，不適合多品種的生產(chǎn)模式。該種模式的適用場(chǎng)景較少，我們不作為優(yōu)先方案推薦給客戶。

綜上所述：全流程配重技術(shù)是筒紗智能包裝物流系統(tǒng)功能的進(jìn)一步完善和發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了紡紗信息追溯、配重、包裝物流的一體化融合，配重過程中監(jiān)控各機(jī)臺(tái)紡紗重量狀態(tài)、指導(dǎo)紡紗設(shè)備實(shí)時(shí)調(diào)整工藝參數(shù)，全過程實(shí)現(xiàn)收、送、存、稱重、記錄、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分析、自動(dòng)配重、自動(dòng)送出包裝、紡紗異常監(jiān)控，即時(shí)指導(dǎo)紡紗工藝參數(shù)調(diào)整、可視化管理等智能化紡紗、配重包裝功能，進(jìn)一步豐富了現(xiàn)代紡紗工廠數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的生產(chǎn)管理功能。紡紗工廠對(duì)于配重系統(tǒng)的選型要根據(jù)自身的產(chǎn)品定位、品種、產(chǎn)量、場(chǎng)地等情況而定。賽特環(huán)球公司的技術(shù)團(tuán)隊(duì)可以為客戶進(jìn)行個(gè)性化定制。