第三節(jié)　竹節(jié)紗裝置的發(fā)展歷程及技術(shù)現(xiàn)狀

要掌握新技術(shù)，要善于學(xué)習(xí)，更要善于創(chuàng)新。

——鄧小平

一、發(fā)展歷程

竹節(jié)紗是花式紗線的分支，紡制竹節(jié)紗可以在環(huán)錠紡、氣流紡上紡制。我國竹節(jié)紗紡制技術(shù)在20世紀(jì)80年代開始，技術(shù)不斷提升，從電磁離合器式、變頻器式到伺服系統(tǒng)式，效率進(jìn)一步提高，質(zhì)量、風(fēng)格等也有了重大突破。

環(huán)錠紡竹節(jié)紗裝置不同于花捻機(jī)，購置性能可靠的花捻機(jī)需要投入可觀的資金與技術(shù)，且一般花捻機(jī)的紗線輸出速度只有每分鐘幾十米。環(huán)錠紡竹節(jié)紗裝置性價(jià)比高，與基本紡紗不矛盾，切換方便，所紡花式紗線創(chuàng)新空間大，有利于提升差異化紗線附加值，利潤高。

多年來，隨著設(shè)備改進(jìn)、工藝成熟，竹節(jié)紗需求愈加旺盛，已廣泛用于服裝面料以及裝飾織物，如時(shí)裝、休閑裝、運(yùn)動(dòng)裝、手套、圍巾、襪子、窗簾、沙發(fā)罩、床上用品及汽車內(nèi)裝飾物等。

1.環(huán)錠紡細(xì)紗機(jī)紡紗技術(shù)經(jīng)歷的發(fā)展階段

（1）普通本色紡紗技術(shù)。經(jīng)歷年代最為漫長，主要在紗線成分、特?cái)?shù)和質(zhì)量上作改進(jìn)，逐步在自動(dòng)化方面下功夫。

（2）色紡技術(shù)。原本只有普通傳統(tǒng)本色紡紗技術(shù)，后來有了色紡技術(shù)。雖然色紡原理及紡紗設(shè)備不變，但混合工藝獲得靈活運(yùn)用，出現(xiàn)了色紡紗品種。

（3）竹節(jié)紗技術(shù)。竹節(jié)紗與傳統(tǒng)本色紡相比，雖然紡紗原理相通，但改變了恒速牽伸概念，實(shí)現(xiàn)了變速牽伸，從而使條干產(chǎn)生粗細(xì)不勻，呈現(xiàn)“竹節(jié)”般形狀的新風(fēng)格。

（4）段彩竹節(jié)紗技術(shù)。段彩竹節(jié)紗加工原理是傳統(tǒng)紡紗技術(shù)與竹節(jié)紗技術(shù)結(jié)合運(yùn)用的產(chǎn)物。即中羅拉恒速而后羅拉時(shí)動(dòng)時(shí)停，間歇喂給有色粗紗，并疊加在有中羅拉連續(xù)喂入的主粗紗須條上，后經(jīng)牽伸加捻成為段彩竹節(jié)紗。

（5）花色平紗技術(shù)?；ㄉ郊喴步卸尾势郊?。段彩平紗與段彩竹節(jié)紗相比有根本區(qū)別。段彩平紗線密度處處相等，條干為均勻狀，而段彩竹節(jié)紗線密度是變化的，條干為“竹節(jié)”狀。

2.環(huán)錠紡竹節(jié)紗裝置經(jīng)歷的發(fā)展階段　如圖1-6所示。

伺服小知識(shí)

紡花式紗線中的執(zhí)行傳動(dòng)部分伺服系統(tǒng)包括伺服驅(qū)動(dòng)器和伺服電動(dòng)機(jī)，如圖1-7所示，伺服的英文單詞servo，是指系統(tǒng)跟隨外部指令達(dá)到人們所需要的運(yùn)動(dòng)，它包括位置、速度和力矩三種方式控制，實(shí)現(xiàn)高精度的傳動(dòng)系統(tǒng)定位，目前伺服系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了從液壓、氣動(dòng)到電氣的過程，而電氣伺服系統(tǒng)包括伺服電動(dòng)機(jī)、反饋裝置和控制器。

20世紀(jì)60年代，是直流電動(dòng)機(jī)作為主要部件，70年代后交流伺服日漸成熟逐步取代直流電動(dòng)機(jī)，成為伺服的主導(dǎo)電動(dòng)機(jī)。90年代步進(jìn)電動(dòng)機(jī)曾在數(shù)控領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用，但進(jìn)入21世紀(jì)，市場的多元化需求，交流伺服系統(tǒng)成為工業(yè)自動(dòng)化的支撐性技術(shù)之一。

交流伺服系統(tǒng)的性能指標(biāo)可以從調(diào)速范圍、定位精度、穩(wěn)速精度，動(dòng)態(tài)響應(yīng)和運(yùn)行穩(wěn)定性等來衡量。伺服驅(qū)動(dòng)器是現(xiàn)代運(yùn)動(dòng)控制的重要組成部分，廣泛應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人及數(shù)控加工中心等自動(dòng)化設(shè)備中，如紡織機(jī)械、注塑機(jī)、數(shù)控機(jī)床等。

1.伺服驅(qū)動(dòng)器與變頻器的區(qū)別

（1）伺服驅(qū)動(dòng)器通過自動(dòng)化接口可很方便地進(jìn)行操作模塊和現(xiàn)場總線模塊轉(zhuǎn)換，同時(shí)使用不同的現(xiàn)場模塊實(shí)現(xiàn)不同的控制模式（RS232，RS485，光纖InterBus, Profi-Bus），而通用變頻器控制方式較單一。

（2）伺服控制器直接與旋轉(zhuǎn)編碼器、變壓器連接，構(gòu)成速度位移控制閉環(huán)，而一般通用變頻器是組成開環(huán)控制系統(tǒng)。

（3）伺服控制器的控制指標(biāo)（精度、性能）比通用變頻好。

2.伺服系統(tǒng)的基本特點(diǎn)　調(diào)速范圍寬；定位精度高；有足夠的傳動(dòng)剛性和高的速度穩(wěn)定性；低速大轉(zhuǎn)矩，過載能力強(qiáng)；快速響應(yīng)，無超調(diào)。

3.參數(shù)設(shè)置的思考

（1）位置前饋增益：設(shè)定值越大時(shí)，頻率的指令下，位置滯后量越小，位置環(huán)的前饋增益大，控制系統(tǒng)的高速響應(yīng)特性提高，但會(huì)使系統(tǒng)位置不穩(wěn)定，容易產(chǎn)生振蕩。

（2）速度比例增益：設(shè)置值越大，增益越高，剛度越大。一般情況下負(fù)載慣量越大，設(shè)定值越大，系統(tǒng)不振蕩條件下，尺量設(shè)定較小的值。

（3）速度反饋濾波因子：設(shè)定數(shù)值越大，截止頻率越低，電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的噪聲越小。如果負(fù)載慣量很大，可以適當(dāng)減小設(shè)定值。數(shù)值太大，造成響應(yīng)變慢，可能引起振蕩。設(shè)定的越小，截止頻率越高，速度反饋越快。需高的響應(yīng)速度，可以減小設(shè)定值。

（4）最大輸出轉(zhuǎn)矩設(shè)置：設(shè)定值是額定轉(zhuǎn)矩的百分比；設(shè)定值是伺服電動(dòng)機(jī)的內(nèi)部轉(zhuǎn)矩限制值。

二、國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀

1.國外技術(shù)現(xiàn)狀　以瑞士技術(shù)為例，環(huán)錠紡普通竹節(jié)紗裝置是通過齒輪和伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制，生產(chǎn)出竹節(jié)紗，最小竹節(jié)長度3cm，如圖1-8所示。

段彩竹節(jié)紗裝置是在中羅拉喂入基本粗紗，通過后羅拉間歇喂入彩色粗紗，生產(chǎn)出段彩竹節(jié)紗，如圖1-9所示。

2.國內(nèi)技術(shù)現(xiàn)狀

（1）CCZ-8高精度智能化竹節(jié)紗裝置?，F(xiàn)以CCZ-8高精度智能化竹節(jié)紗裝置為例，紡制普通竹節(jié)紗的工作原理是：安裝在細(xì)紗機(jī)上，中、后羅拉由伺服電動(dòng)機(jī)通過一對(duì)齒形帶輪和細(xì)紗機(jī)上部分原有輪系來傳動(dòng)，而伺服電動(dòng)機(jī)又由可編程控制器根據(jù)輸入的竹節(jié)參數(shù)來控制轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使中、后羅拉能按工藝要求進(jìn)行變速轉(zhuǎn)動(dòng)，瞬時(shí)增速超喂，產(chǎn)生變異粗節(jié)而形成竹節(jié)紗，如圖1-10所示。

CCZ-8高精度智能化竹節(jié)紗裝置可紡普通竹節(jié)紗、短竹節(jié)紗。特點(diǎn)有：

①增強(qiáng)了紡紗工藝系統(tǒng)，滿足不同廠家布面風(fēng)格的需求特點(diǎn)。

②提升了有效的跟蹤技術(shù)，開車過程中即使前羅拉速度發(fā)生變化，竹節(jié)紗線密度也不會(huì)變化，確保無質(zhì)量事故，避免索賠現(xiàn)象發(fā)生。

③無須接入開車信號(hào)，開車、關(guān)車避免產(chǎn)生斷頭及無竹節(jié)現(xiàn)象。

④核心部件采用高精度高端品牌交流伺服系統(tǒng)、西門子最新PLC，響應(yīng)速度快。

⑤添加了更多適用機(jī)型，老型號(hào)細(xì)紗機(jī)、新機(jī)、長車均可安裝。

（2）CCZ-Ⅶ伺服系統(tǒng)多功能花色紗裝置。恒久CCZ-Ⅶ伺服系統(tǒng)多功能花色紗裝置紡制段彩復(fù)合花式紗的原理，是將粗紗架容量擴(kuò)大一倍，能同時(shí)放主色與輔色兩種粗紗，將主色粗紗從中喇叭口喂入細(xì)紗機(jī)，輔色粗紗從后喇叭口喂入細(xì)紗機(jī)，且輔色粗紗定量低于或等于主色粗紗定量（根據(jù)段彩紗風(fēng)格來決定），通過后羅拉隨機(jī)或有規(guī)律地間歇喂入輔色粗紗造成不勻，生產(chǎn)出不僅有粗細(xì)的變化，而且在色彩上也有長短不一的色紡段彩紗，如圖1-11所示。

細(xì)紗機(jī)傳動(dòng)改裝的方案有如下兩種。

①雙電動(dòng)機(jī)改造方案，即段彩紗方案，如圖1-12所示。

②單電動(dòng)機(jī)改造方案，包括竹節(jié)紗改造方案和段彩紗方案，如圖1-13所示。

（3）CCZ-9A智能化波浪竹節(jié)紗裝置。CCZ-9A智能化波浪竹節(jié)紗裝置可紡普通竹節(jié)紗、短竹節(jié)紗、超長竹節(jié)紗、波浪竹節(jié)紗。特點(diǎn)如下：

①功能強(qiáng)大，具有工藝倉庫和專家工藝兩種強(qiáng)大功能，兼?zhèn)錈o規(guī)律的打亂紡和不打亂紡所有功能外，還有紡波浪紗功能。國內(nèi)首創(chuàng)，恒久創(chuàng)新技術(shù)（除滿足市場傳統(tǒng)的品種外，創(chuàng)新點(diǎn)是增加波浪紗，特點(diǎn)是形狀為波浪式，節(jié)中有節(jié)，最短竹節(jié)不小于5mm，最長竹節(jié)大于100m）。用此種竹節(jié)做出的面料，立體感更強(qiáng)，滿足個(gè)性化需求。

②采用兩只編碼器（通常竹節(jié)紗裝置除伺服電動(dòng)機(jī)內(nèi)置編碼器外，只有一只編碼器），是區(qū)別普通竹節(jié)紗裝置特征之二，消除一只編碼器檢測(cè)不精準(zhǔn)或意外損壞影響正常生產(chǎn)情況發(fā)生，提高紡竹節(jié)紗效率與穩(wěn)定性。

③智能化全程跟蹤，采用高端的硬件配套，3kW伺服系統(tǒng)。

（4）CCZ-7A多功能復(fù)合花式紗裝置。CCZ-7A多功能復(fù)合花式紗裝置性能卓越，國內(nèi)首創(chuàng)，開拓花式紗新潮流。三羅拉自由式、四羅拉自由式花式創(chuàng)新技術(shù)，引起國內(nèi)外客戶高度關(guān)注。一機(jī)多用，可紡平紗段彩、漸變復(fù)合段彩、竹節(jié)段彩、AB段彩、竹節(jié)紗等花式紗。最大的特點(diǎn)是紡制的平紗段彩，真正突破段彩紗的瓶頸。本裝置結(jié)構(gòu)合理，效率高，已申請(qǐng)多項(xiàng)專利，并與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融合，做到物物相連，實(shí)現(xiàn)在辦公室實(shí)時(shí)監(jiān)控，一鍵下單，不僅提高勞動(dòng)效率，而且進(jìn)一步把控產(chǎn)品的質(zhì)量。它的應(yīng)用是紡花式紗新技術(shù)、智能設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合，將花式紗線紡制推向了更高的臺(tái)階。

裝有CCZ-7A多功能復(fù)合花式紗裝置的環(huán)錠紡細(xì)紗機(jī)，其牽伸機(jī)構(gòu)從外觀上看，與傳統(tǒng)環(huán)錠紡細(xì)紗機(jī)牽伸機(jī)構(gòu)區(qū)別不是很大，只是后羅拉機(jī)構(gòu)上有所改變。原后羅拉為單通道式，只能一根粗紗喂入牽伸區(qū)，而段彩平紗的后羅拉是多通道式，是在同一后羅拉軸線上可以二根或三根粗紗交替，連續(xù)喂入多通道式后羅拉，進(jìn)入牽伸區(qū)進(jìn)行牽伸。

段彩平紗技術(shù)分上、下膠圈式（圖1-14）和中后羅拉自由式，這是目前的情況，今后可能會(huì)有其他形式創(chuàng)新。

（5）CCZ花式紗物聯(lián)智能系統(tǒng)。CCZ花式紗物聯(lián)智能系統(tǒng)，它改變過去工藝員要逐臺(tái)編寫或者用U盤導(dǎo)入導(dǎo)出數(shù)據(jù)的工作方式，費(fèi)時(shí)又容易出差錯(cuò)，影響效率和產(chǎn)品質(zhì)量。使用該系統(tǒng)后只需在工藝室或辦公室統(tǒng)一編好工藝，將程序通過網(wǎng)線或局域網(wǎng)統(tǒng)一下單，并監(jiān)控在紡竹節(jié)紗過程中的工藝。這有利于集中管理，杜絕質(zhì)量意外風(fēng)險(xiǎn)，可為企業(yè)創(chuàng)造更多效益。該系統(tǒng)目前分為物聯(lián)控制型（圖1-15）和云端存儲(chǔ)物聯(lián)控制型（圖1-16）兩種方式。