CCZ系列花式紗裝置在生產花式竹節紗與段彩紗上的應用

章友鶴， 趙連英，周濟恒

(1.浙江新型紡織品研發重點實驗室，杭州 310009；2.無錫恒久電器技術有限公司，無錫 214000)

CCZ系列花式紗裝置在生產花式竹節紗與段彩紗上的應用

章友鶴1， 趙連英1，周濟恒2

(1.浙江新型紡織品研發重點實驗室，杭州 310009；2.無錫恒久電器技術有限公司，無錫 214000)

花式紗線是具有不同于常規紗線結構與外觀形態的特色紗線，開發與應用各種花式紗線是目前國內外紡織品市場需要。文章重點介紹CCZ系列花色等控制系統的特點，該系統采用智能式編程，數字式控制，伺服電機傳動，使一臺花式裝置具有多功能的用途，既可生產各種形態的竹節紗，又可生產形狀各異的段彩紗，在該裝置上已開發出6種各具特色的花式紗線。文章還對開發竹節紗與段彩紗相關技術及環錠細紗機幾種改造方案作了分析探討。

波浪竹節紗；節中節段彩紗；設備改造；雙眼導紗裝置；伺服系統

1 花式紗線的應用與發展

花式紗由于其結構特殊，形態各異，用它織成的織物風格獨特，立體感強，富有時尚感，廣受消費者喜愛。目前已廣泛應用于時裝面料、針織服裝、家居裝飾(沙發、窗簾、地毯)及帽子、圍巾、領帶等各個領域。由于花式紗的應用領域不斷拓展，不但廣泛應用在棉針織物上，在毛、麻織物上也被推廣應用。隨著生活水平的不斷提高，人們對服飾提出的要求越來越多。家居裝飾用品也提出了華麗高雅大氣等多種訴求。這是花式紗線發展的良好機會，不僅花式紗線的生產量將會進一步擴大，而且花式紗線品種也將得到更大的擴展，花式紗線將成為人們生活中不可缺少的一種特色紗線[1-5]。

回顧國內花式紗線的發展歷史，從20世紀80年代開始，為了適應市場及用戶對花式紗線的要求，國內開始引進和制造了許多花式紗線生產設備與裝置，但大多數設備或裝置功能單一，一臺設備只能生產一種花式紗線，如用空芯錠子生產的尼爾紗，被通過改造細紗機來生產竹節紗等。從各種花式紗線機控制原理分析，由于受到當時技術的限制，只采用機械控制手段，以至于一臺花式紗線設備不能生產多個品種的紗線。江蘇無錫恒久電器技術公司，從20世紀90年代就著手研究花式紗線生產設備與裝置的開發，在分析國內外花式紗線機優缺點的基礎上，依靠公司的研發團隊先后推出了CCZ花式紗裝置的Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型等設備，其共同特點是：充分利用現有環錠細紗機并進行改造，配套花式紗裝置。在花式紗生產控制系統中采用了智能化編程，數字式控制羅拉傳動，從單伺服電機發展到目前多臺伺服電機來控制各根羅拉動作，從而在一臺細紗機上實現多品種生產，尤其是最近推出的CCZ-VIT花式紗裝置，創新應用了數字化、智能化、程控化等新技術，在改造后的環錠細紗機上應用，已生產出6種特色花式紗線，有竹節紗、段彩紗、漸變式波浪竹節紗、波浪式段彩紗、波浪式節中節竹節紗、波浪式節中節段彩紗。由于實現了一機多用，受到國內外用戶的高度關注，不僅在國內紡織廠得到廣泛使用，并已出口到東南亞等國家，深受客戶好評?，F將CCZ系列花式紗裝置在竹節紗與段彩紗開發應用中有關問題做簡要探析。

2 用CCZ花式紗裝置開發竹節紗與段彩紗

2.1 傳統型竹節紗與段彩紗

a) 竹節紗(任意節粗、節長、節距，有規律、無規律均可)，常規竹節紗形態見圖1。

b) 段彩紗用二根粗紗分別從中后羅拉喂入，其中中羅拉勻速，后羅拉間歇喂入產生時續時斷的段彩效果，常規段彩紗形態見圖2。

圖1 常規竹節紗形態

圖2 常規段彩紗形態

2.2 創新型的竹節紗與段彩紗

a) 漸變式波浪竹節紗(在一個定長的竹節上通過伺服電機控制改變形狀來紡制)見圖3。如圖3，節長為6cm的竹節，期間有波浪變化。

b) 漸變式波浪段彩紗(在漸變式波浪竹節紗基礎上通過另一根粗紗從后羅拉時續時斷喂入，在竹節紗段上增加段彩形狀)見圖4。如圖4，節長為6cm的竹節，期間有波浪變化，并有段彩出現。

c) 波浪式節中節竹節紗(是指在波浪式竹節上，通過伺服電機控制再加一個竹節呈現出節中節風格)見圖5。

d) 波浪式節中節段彩紗(是在波浪式竹節紗基礎上，通過另一根粗紗，從后羅拉的時續時斷喂入，從而在節中節中形成段彩風格)見圖6。

圖3 波浪形態竹節紗

圖4 波浪式段彩紗

圖5 波浪式節中節竹節紗

圖6 波浪式節中節+段彩紗

3 復合式波浪竹節紗、段彩紗紡制中的技術要點

3.1 竹節紗形態調節

紡制普通竹節紗節形變化，通過屏幕上的節形參數進行微調。有的竹節形狀需要平坦，有的竹節形狀需要陡些，這是根據市場來樣紡制，市場上的竹節紗，一般竹節倍率是固定的，除了節形部分，一個竹節整體粗度是一致的。我們可以開發一個竹節從頭部到尾部像拋物線方式變化，即將較長的竹節紗做成慢慢的過度到某一高點再緩慢的回到基紗，或者在同一個竹節上有起有伏，對于長竹節可以滿足要求。

3.2 段彩紗形狀調控

在段彩紗紡制時，中羅拉用一臺伺服電機傳動，后羅拉由另一臺伺服電機單獨傳動，用中羅拉紡漸變竹節紗，后羅拉將粗紗間歇喂入，那么段彩的風格更加千變萬化，它能生成漸變竹節紗，漸變竹節紗上有段彩，即節中節，竹節中部有彩竹節，也可以后部有彩節，段彩竹節粗度隨時變化，只要認真分析，就能隨心所欲紡出市場需要的特色紗。

3.3 段彩紗雙眼導紗喇叭頭使用安裝

連體雙眼導紗喇叭頭是無錫恒久電器公司為段彩紗裝置配套設計研制的專用件，示意圖見圖7。正確安裝與否，會影響使用效果，因此要注意相關事項。

圖7 雙眼導紗喇叭頭示意

a) 雙眼大孔口朝上，小孔朝下，不能顛倒反向，否則影響通道對粗紗條的牽引阻力變大，甚至粗紗條無法通過。

b) 連體雙眼喇叭頭的雙耳卡口卡住小鐵輥兩側。

c) 在雙耳卡住小鐵輥芯軸前，將連體雙眼喇叭頭中腔對準塑料上銷的尾端，再發力推入，使喇叭頭中腔及雙耳都卡住塑料上銷尾端和小鐵輥芯軸，確保喇叭頭的安裝高度定位。

d) 如不按上述安裝方法，會出現各種不良現象，如粗紗條拉斷、段彩粗紗條被阻等。常見的安裝不良是塑料上銷尾端沒有插入喇叭頭中腔內，使得喇叭頭安裝位置高低無法定位，不是過高就是過低。

建議粗紗定量稍微輕一些，以便于粗紗在喇叭頭中順利通過。

4 伺服系統在CCZ系列花式紗裝置的應用

4.1 重要性

CCZ利用顯示屏進行人機對話，把各種紡紗工藝參數寫入PLC編程器。PLC編程器根據編程指令驅動器，再由驅動器控制伺服電機，實現了閉環式自動調速。伺服電機是執行事先確定的一連串要求進行運轉。

正確用好伺服電機很重要，否則會影響段彩紗、竹節紗的品質和正常生產。如在對驅動器、伺服電機認識不夠的情況下，常會發生參數設置不恰當和接地不良等現象，要引起重視。

4.2 使用技術

參數設置不恰當：一是紡紗工藝參數設置不恰當，二是驅動器參數設置不恰當。任何一種參數設置不恰當，都會造成或引起伺服電機執行偏差，甚至報警。

所謂接地，是指PLC、驅動器、伺服電機的金屬外殼接地。在自動系統中，抗干擾很重要，如果接地不良會影響抗干擾能力。在伺服電機工作場地，難免有干擾源存在，不可避免地受到外界雜信號干擾，影響到伺服電機的執行能力。多數電子產品都有抗干擾要求，驅動器、伺服電機也不例外。

驅動器、伺服電機的抗干擾預防措施之一便是接地，必須切實做到。若不接地或接地不良，不但影響抗干擾能力，還有可能引發觸電事故。故預防性抗干擾的接地是必須的。

用好驅動器、伺服電機就必須嚴格按使用說明書規定去做，其中包括它們的連接、設定及調整等。所以，在使用前，要對驅動器、伺服電機的性能作用有清楚的認識，這對用好CCZ系列花式紗裝置也有很好的幫助。

4.3 注意事項

a) 伺服電機是目前電動驅動中技術領先的高端產品。CCZ系列花式紗裝置應用了該技術，在技術上確定了該裝置的先進性、可靠性和穩定性，也成為傳統紡竹節紗裝置的更新換代產品。

b) 驅動器與伺服電機只能是一對一的配套使用，如果更換驅動器或伺服電機，應是相同型號，必須使用指定的組合。

c) 切勿在主電源側用電磁接觸器進行電動機的運轉和停止，不要頻繁地開關驅動器主電源。

d) 建議采用220V照明電源作為驅動器主電源。如果采用380V三相電中的A、B、C相中一相與地線作為220V主電源，會造成380V三相電源不平衡，而且極不安全。

e) 參數設置：不同生產廠家的驅動器，其參數設置方法也不同，要參照說明書提示進行。在設置前要了解參數清單內容，不能盲目修改。一般需重新設置的參數不多，而且都在基本設定項中，其它均可用標準出廠設定值。

為防止標準出廠設定值有誤而影響正常使用，建議先一鍵恢復全部標準出廠值，然后逐一修改需要的參數值即可。如“旋轉方向”、“控制模式”、“實時自動調整”、“實時自動調整機器剛性”、“電機每旋轉1次的指令脈沖數”等，在基本設定項中都能找到，可以根據實際重新設置，不然會造成設置不恰當等后果。

總之，對驅動器、伺服電機有了充分認識，那么對CCZ系列花式紗裝置也就有了認識。用好驅動器、伺服電機是用好該裝置的基礎，在此基礎上，掌握和使用紡紗工藝參數設置便得心應手，提高了工作效率，紡好花式紗線，為企業創造更多的效益。

5 段彩紗拖尾的產生與預防及解決措施

5.1 段彩紗拖尾的產生原因

產生段彩紗拖尾的原因較為復雜，開始使用時有的企業沒有引起重視，現在愈來愈注重段彩紗品質，從而進行攻關。段彩紗拖尾主要有兩方面原因。

a) 機械傳動問題。在PLC程序控制軟件上存在缺陷，沒能及時可靠控制后羅拉的啟動與停止。雖然“停止”信號發出，但有微弱的脈沖信號余波存在，使驅動器和伺服電機仍以極微弱的驅動傳動后羅拉，從而產生“拖尾”。另一方面，雖然PLC對微弱脈沖信號余波濾波良好，但由于驅動器剛性扭矩參數設置不合理，也會產生“拖尾”。為避免伺服電機在啟動與停止瞬間產生振動，一般都采用低值。剛性設定值變高，則速度應答性變高，伺服剛性也提高，但變得容易產生電機振動。所以，在確認動作的同時，將低值變更為高值。還有，驅動器慣性比參數設定是否正確時，也會影響后羅拉轉動慣量。該參數需要根據實際負載慣量，進行實時調整該參數值。

b) 原棉與工藝設計問題。原棉及工藝設計屬于同一問題，就是如何有效控制浮游纖維問題。

如果纖維長度整齊度差，離散系數大，后區工藝又難以有效控制，從而產生拖尾?！巴衔病庇袃煞N現象，一是不該有段彩的紗段上出現段彩。另一種是段彩紗段部分有拖尾。前者肯定是由失控的浮游纖維產生。后者較復雜，機械傳動問題和浮游纖維都有可能產生拖尾現象。

要杜絕拖尾現象發生，必須從兩方面著手才能解決。首先，在軟件上預防，另一方面棉紡廠在工藝上必須滿足段彩紗加工的特殊需要。

5.2 解決拖尾的措施

a)方案一，后區牽伸的改造，如圖8所示。

圖8 后區牽伸改造示意圖

這種改造方案對浮游纖維控制十分有利。但改造較麻煩，改造費高。由于原后羅拉表面呈斜紋滾花，存在一定軸向推力，如果不更換網紋滾花羅拉，下皮圈在運轉過程中，極易產生跑偏。這是絕對不允許的。所以，必須換成與中羅拉一樣的網紋羅拉，才能克服下皮圈跑偏。

上銷結合件可以采用原前區牽伸的上銷結合件，用來替代后皮輥即可，改造十分簡單方便。

下銷結合件可以采用原前區牽伸的下銷，但下皮圈長度須定制。由于各機型的后羅拉直徑不同，各企業應根據細紗機型號自行定制改造，也可讓恒久公司定做。

保留原后羅拉滑座不變的同時，加裝下銷座。否則，無法固定下銷。為配合解決拖尾，后區下銷座以及后區專用喇叭頭，恒久電器可以提供配套供貨。使用恒久后區專用喇叭頭，可以替代應加裝的反口喇叭頭及扁鐵條。

b) 方案二，后區牽伸改造，如圖9所示。

圖9 后區牽伸改造示意圖

方案二對方案一略有改進。方案二不用下皮圈的同時，原后羅拉仍可使用，不必更換網紋滾花羅拉，但要求下銷工作面保持光滑。

c) 方案三，盡可能減小后區羅拉隔距，這對減少拖尾也有幫助，但不能杜絕拖尾。

以上三種方案供棉紡廠參考。筆者認為采用方案二較為經濟合理。

經過后區牽伸改造后，不但能解決段彩紗拖尾，而且改紡普通平紗(無竹節、無段彩)時，雙區雙皮圈牽伸也比單區雙皮圈牽伸好，對成紗條干質量的提高亦有利。

7 結 語

花式紗的紡制，是市場的需要，是人們生活品質提高的要求。紡好花式紗，第一要大膽創新，擴散思維謀出路；第二，要跟有品牌、有經驗的后道加工制造商合作；第三，加強員工的培訓，提高一線員工技能，熟練掌握花式紗的紡紗技術。

無錫恒久電器技術有限公司在紡好各式竹節紗與段彩紗方面積累了一定經驗，目前已為全國近兩千個廠家提供了紡紗服務，紡出的產品出口到韓國、日本、美國等市場；同時該裝置也出口達東南亞等國，深受客戶喜愛。

[1] 周濟恒.ccz系列多功能花式紗線裝置[C]//第十三屆全國花式紗線及其織物技術進步研討會.無錫，2006：13-15.

[2] 史晶晶，張楠楠，付少輝，等.段彩紗在色織物開發中的應用[J].棉紡織技術，2014，42(8)：43-46.

[3] 周濟恒.紡好段彩紗的技術探討[C]//.首屆全國色紡產業技術研討會論文集.2014：6-12.

[4] 張 靜.段彩紗的設計開發[C]//首屆全國色紡產業技術研討會論文集.2014：149-152.

[5] 桂亞夫.環doing細紗復合產品技術探討[J].現代紡織技術,2015,23(3):37-39.

(責任編輯：許惠兒)

Application of CCZ Series Fancy Yarn Device to Produce Fancy Slubby Yarn and Segment Color Yarn

ZHANGYouhe1,ZHAOLianying1,ZHOUJiheng2

(1.Key Laboratory of New Textile Research and Development, Hangzhou, 310009 China;2.Wuxi Hengjiu Electric Appliance Co., Ltd., Wuxi, 214000 China)

Fancy yarn is s kind og special yarn with the structure and appearance different from conventional yarns. Development and application of various fancy yearns are the need of Chinese and overseas textile markets. This paper mainly introduces characteristics of control system of CCZ series design and color. Intelligent programming, digital control and servo motor are used to make a fancy device own multiple functions. It can produce slubby years of various forms and segment color years of various shapes. 6 kinds of characteristic fancy years have been developed through the device. This paper also analyzes and discusses techniques of slubby yaran and segment color year as well as several transformation schemes of ring spinning frame.

wave slubby yarn; segment color yearn; equipment transformation; double-eye yarn guiding device; servosystem

2015-05-12

章友鶴(1934-)，男，浙江寧波人，教授級高級工程，主要從事棉紡織技術研究工作。

TS103.11

B

1009-265X(2015)05-0050-05