鏈塊多梳花邊機全電腦改造實踐

夏風林 蔣高明 李永虎

經編拉舍爾花邊以其花型精美、手感柔軟、穿著舒適,以及雕刻般的立體感和云霧式的朦朧感等特點已越來越得到設計師的重視,廣泛應用于高檔女式內衣、家居飾品和箱包飾品等。拉舍爾花邊的興起,對其生產設備 —— 多梳拉舍爾花邊機的要求也越來越高。鏈塊多梳拉舍爾花邊機產品檔次低、生產效率差、勞動強度大、起花能力弱,而這種設備目前國內數量很大,影響著我國經編花邊行業的良性發展。

1鏈塊多梳花邊機的發展面臨的問題

1.1國內多梳拉舍爾花邊機現狀

從20世紀90年代中期起,多梳拉舍爾花邊在福建長樂、廣東汕頭和浙江義烏等地迅速發展,由于發展的時間短、速度快、底子薄,因而經編拉舍爾花邊產品的產量大幅度增加,但整個花邊行業發展很不健全。我國目前存在著多梳拉舍爾花邊機數量巨大,但其中大多數為檔次低的鏈塊多梳花邊機的現象,這已嚴重制約了經編拉舍爾花邊業的健康發展。

鏈塊多梳花邊機在生產過程中需要耗用大量的花紋鏈塊,而且由于其改變花型花樣的周期長,投入鏈塊成本高,很難適應多品種小批量市場變化的需求。據不完全統計,目前我國多梳拉舍爾花邊機總數超過 8 000 臺,其中全電腦多梳花邊機僅 1 500 臺左右。大量鏈塊多梳花邊機的存在,是我國花邊蕾絲企業的最主要特征之一。

1.2鏈塊多梳花邊機發展面臨的問題

近 10 多年來,我國多梳拉舍爾花邊行業發展迅速,多梳花邊機數量巨大,已成為世界上最大的拉舍爾花邊生產國和出口國。在這些年中,國內許多學者對拉舍爾花邊花型設計、產品工藝和拉舍爾花邊花型設計CAD系統等方面開始進行全面、深入的研究,并取得了顯著的效果;而一些拉舍爾花邊生產企業加強產品研發,重視質量控制,其產品質量、新品開發能力均已躋身國際同行業前列;同時一些學者對多梳拉舍爾花邊機的電子控制理論的研究也越來越深入,經編機械生產商于2005年成功地研發出新型全電腦控制多梳拉舍爾花邊機,正在為用戶創造著良好的經濟效益。

雖然在拉舍爾花邊產品的花型設計、生產技術和產品質量等方面的研究取得了一定的進展,但由于發展時間短、底子薄,從總體上說我國與國外先進國家相比仍有相當大的差距,其中原因之一為多數拉舍爾花邊生產企業仍以鏈塊多梳花邊機為主。在多品種、小批量、高檔次的市場環境中,鏈塊多梳花邊機已不能適應當前拉舍爾花邊生產發展的需要。用電子橫移機構取代傳統的鏈塊橫移機構,對鏈塊多梳花邊機進行全電腦控制的改造,必將大大提高花邊產品的生產效率,提升產品的質量和檔次。因而對有著大量鏈塊多梳花邊機的企業而言,為了提高自身的市場競爭力,必須對其原有的生產設備進行升級改造。

2鏈塊多梳花邊機的電腦化改造工藝

2.1電子控制系統的總體改造方案

全電腦控制多梳拉舍爾花邊機的改造可采用圖1所示的整體方案,改造后的全電腦控制多梳花邊機的整體控制系統采用穩定可靠的現場總線技術,將系統架構成基于高速現場總線技術的多級網絡分布式控制系統。

改造后的新型電腦多梳花邊機的整體控制系統主要由上位管理層、功能控制層和現場執行層等 3 個層次構成。上位管理層由中央控制器即工業控制計算機(IPC)和總線通訊卡組成;功能控制層由送經、牽拉、橫移、賈卡等功能模塊的微控制器構成,采用分離式獨立控制結構;現場執行層由送經、橫移等驅動裝置構成,以驅動經軸送經、梳櫛橫移、賈卡針偏移。另外,與經編機主軸相連接的主軸信號裝置采用編碼器,將主軸的位置和速度信號傳送到高速現場總線上,以便使送經、牽拉、橫移、賈卡等模塊與主軸同步。

2.2電子控制系統的工作原理

首先將編織花型文件信息從軟盤、USB存盤或網絡等輸入花邊機的控制計算機(工控機),由控制計算機的機器控制軟件進行數據處理后通過高速現場總線將送經、橫移、賈卡等數據控制信息傳給各模塊的功能運動控制卡。機器運轉時,主軸信號裝置得到主軸的位置和速度信息并通過高速現場總線上傳到各模塊的運動控制卡,作為它們的主軸同步觸發信號。運動控制卡根據花型存儲器中當前編織橫列的數據序列號及該序列所需要的控制量,向現場執行裝置如送經伺服驅動單元、橫移伺服單元、賈卡驅動單元等發出運動指令,由相應的執行元件驅動經軸送經、梳櫛橫移、賈卡針偏移。

2.3電子控制系統的改造實踐

2.3.1鏈塊多梳花邊機電腦控制改造原則

為了保證改造機臺具有良好的運轉性能,并盡可能減少改造工作量、降低成本,鏈塊多梳拉舍爾花邊機的全電腦控制改造應遵循下列原則。

(1)選擇運轉狀況良好的鏈塊多梳花邊機實施改造,改造機臺的基礎條件好,改造后才可能具有穩定的工作性能,建議選用Karl Mayer(卡爾?邁耶)公司制造的鏈塊機。

(2)盡可能保持原有機型的工作線不變,這樣柵狀脫圈板、槽針和沉降片等成圈機件的運動曲線不變,保證在改造時原機的運動性能不變。

(3)改造后新機的梳櫛配置最好為目前市場上現有的,或與本公司已有的某一電腦控制花邊機的梳櫛配置一致,這樣可保證能有現成的多梳花邊CAD設計系統相配套,并使得改造后的新機臺能適應市場上流行產品的編織。

(4)改造時應充分考慮電子送經、電子牽拉、電子橫移和電子賈卡以及主軸信號等裝置的機械安裝空間,在條件許可時,盡可能多配置花梳,以增強花邊的起花能力。

(5)花梳電子橫移機構應具有較大的累計橫移針距(最好能達到與Karl Mayer電腦花邊機相同,180 mm),以適應一些特殊產品的編織,同時為了減少改造工作量,宜采用原有的鋼片花梳結構;電子賈卡系統應采用壓電陶瓷電子賈卡,以適應較高的生產速度。

(6)在保證改造性能的前提下,降低改造成本,提高市場競爭力。

2.3.2鏈塊多梳花邊機電腦控制改造實施

對于改造的機型,本文選擇了數量眾多的、Karl Mayer公司生產的MRES 33型和MRES 39型鏈塊多梳花邊機。

MRES 33型花邊機原有 11 條工作線,可不改變梳櫛配置,只添加電子送經、電子牽拉和電子橫移,而改為 33梳的普通電腦多梳花邊機;也可以對梳櫛配置稍加改變,添加 1 把電子賈卡梳(需要占用 2 個橫移工作線),再加上電子送經、電子牽拉和電子橫移,改造為 31/1 梳的電腦多梳賈卡花邊機。MRES 39型花邊機原有 13 條工作線,也可不改梳櫛配置,只添加電子送經、電子牽拉和電子橫移,而改為 42 梳的普通電腦多梳花邊機;也可以對梳櫛配置稍加改變,添加 1 把電子賈卡梳,再加上電子送經、電子牽拉和電子橫移,改造為 41/1 梳的電腦多梳賈卡花邊機。

改造后的 41/1 機的梳櫛配置圖如圖 2 所示。該機仍配置 13 條橫移工作線,其中第 1 條橫移線 1 把地梳,第 2 ～ 10 條橫移線為 38 把花梳(前 8 條線為 4 梳一集聚線,第 10 條線為 2 梳一集聚線),第 11、12 條橫移線為 1 把分離的賈卡梳,第 13 條橫移線為 1 把地梳(彈性梳)。

3改造前后的多梳花邊機對比分析

3.1改造的成本核算

以配置相似的多梳花邊機為例,新的全電腦控制多梳拉舍爾花邊機價格不菲,一臺Karl Mayer公司生產的JL42/1花邊機需耗資近 700 萬元人民幣,即使一臺二手MRPJ 43/1多梳花邊機一般也需要 200 萬元以上;而購置國產的43/1型全電腦多梳拉舍爾花邊機則需 180 萬元左右。

將一臺MRES 39型普通花邊機改造為生產高檔經編花邊的 41/1 梳全電腦控制多梳賈卡花邊機的成本可核算如下:1 把賈卡梳(198 塊Piezo針塊)及其控制系統改造約需要 32 萬元,送經、橫移等機構的伺服電機安裝架改造約 7萬元,送經、橫移等 42 套伺服及控制系統需要約 35 萬元,梳櫛及其吊架機械改造約 6 萬元,即全部改造費用約需 80 萬元左右,再折合上原有的主機約 40 萬元,一臺鏈塊多梳花邊機全電腦控制改造的總費用也只有 120 萬元左右。與Karl Mayer的JL42/1花邊機或國產的43/1型全電腦多梳拉舍爾花邊機相比,其成本明顯降低。

3.2改造前后的產量對比(表 1)

為了比較鏈塊多梳花邊機和全電腦多梳花邊機的生產效率,用同一個花型在兩種機型上作測試對比。

MRES 39機采用數量龐大、型號不同的鏈塊驅動梳櫛橫移,由于每次換花型需要工人打磨鏈塊,存在機械誤差,開機時機器震動較大,尤其是機器速度提高后更為明顯。另外更換花型時間較長,影響了機器的整體生產效率。根據實際生產統計,在織物縱密 16 cpc和機器速度 400 r/min時,MRES39機型每班產量為 92 ～ 95 m左右。相比較之下,電腦控制的41/1機使用電子送經、電子橫移控制,更換花型時間短,運動精度高,機速也能穩定在 400 r/min,生產中故障率低,布面質量好,41/1型產量為 88 ～ 93 m左右。

由上比較可見,改造前后機器的產量基本一致。

3.3改造前后的產品與經濟效益對比

MRES 39型多梳花邊機不帶有賈卡裝置,改造后的41/1型多梳賈卡花邊機帶有 1 把賈卡梳,且可以生產大循環花型,花梳累計橫移針距在 170 針以上。因而兩者的產品檔次差異明顯:MRES 39機的花邊地組織結構單一,產品檔次低;41/1型多梳賈卡花邊機則屬于高檔花邊的生產用機,可編織大橫移的、與體形曲線相配合的花邊面料。

改造后的41/1機的花邊產品價格也高于MRES 39型機的產品。以常見的 150 cm門幅花邊面料產品為例,MRES 39型機產品價格通常為 10 ～ 15 元/m,而41/1機的產品價格則可達到 18 ～ 25 元/m。

結合前述的機器產量,設平均每班產量 90 m、差價 9 元/m,則每月可增加的凈收益約為:90 m/班 × 9 元/m × 2 幅 × 3 班/天 × 30 天/月 = 145 800 元/月。即只需不到半年的時間就能收回機器改造的成本,如果再考慮鏈塊多梳花邊機多、產品量大檔次低、銷售成本高、競爭力弱等因素,鏈塊多梳拉舍爾花邊機改造后的優勢更大,給經編花邊生產企業帶來巨大的經濟效益和社會效益。

4結語

鏈塊多梳拉舍爾花邊機的電腦化改造可以用較少的資金投入顯著提高原有設備的性能,從而豐富產品花型品種,提升產品檔次,減輕勞動強度,并充分發揮原有設備的效率,為企業節省大量成本,大大提高企業的經濟效益和社會效益,增強企業產品的市場競爭力,因而鏈塊多梳拉舍爾花邊機的電腦化改造是理想的出路。

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