链块多梳花边机全电脑改造实践

夏风林 蒋高明 李永虎

经编拉舍尔花边以其花型精美、手感柔软、穿着舒适,以及雕刻般的立体感和云雾式的朦胧感等特点已越来越得到设计师的重视,广泛应用于高档女式内衣、家居饰品和箱包饰品等。拉舍尔花边的兴起,对其生产设备 —— 多梳拉舍尔花边机的要求也越来越高。链块多梳拉舍尔花边机产品档次低、生产效率差、劳动强度大、起花能力弱,而这种设备目前国内数量很大,影响着我国经编花边行业的良性发展。

1链块多梳花边机的发展面临的问题

1.1国内多梳拉舍尔花边机现状

从20世纪90年代中期起,多梳拉舍尔花边在福建长乐、广东汕头和浙江义乌等地迅速发展,由于发展的时间短、速度快、底子薄,因而经编拉舍尔花边产品的产量大幅度增加,但整个花边行业发展很不健全。我国目前存在着多梳拉舍尔花边机数量巨大,但其中大多数为档次低的链块多梳花边机的现象,这已严重制约了经编拉舍尔花边业的健康发展。

链块多梳花边机在生产过程中需要耗用大量的花纹链块,而且由于其改变花型花样的周期长,投入链块成本高,很难适应多品种小批量市场变化的需求。据不完全统计,目前我国多梳拉舍尔花边机总数超过 8 000 台,其中全电脑多梳花边机仅 1 500 台左右。大量链块多梳花边机的存在,是我国花边蕾丝企业的最主要特征之一。

1.2链块多梳花边机发展面临的问题

近 10 多年来,我国多梳拉舍尔花边行业发展迅速,多梳花边机数量巨大,已成为世界上最大的拉舍尔花边生产国和出口国。在这些年中,国内许多学者对拉舍尔花边花型设计、产品工艺和拉舍尔花边花型设计CAD系统等方面开始进行全面、深入的研究,并取得了显著的效果;而一些拉舍尔花边生产企业加强产品研发,重视质量控制,其产品质量、新品开发能力均已跻身国际同行业前列;同时一些学者对多梳拉舍尔花边机的电子控制理论的研究也越来越深入,经编机械生产商于2005年成功地研发出新型全电脑控制多梳拉舍尔花边机,正在为用户创造着良好的经济效益。

虽然在拉舍尔花边产品的花型设计、生产技术和产品质量等方面的研究取得了一定的进展,但由于发展时间短、底子薄,从总体上说我国与国外先进国家相比仍有相当大的差距,其中原因之一为多数拉舍尔花边生产企业仍以链块多梳花边机为主。在多品种、小批量、高档次的市场环境中,链块多梳花边机已不能适应当前拉舍尔花边生产发展的需要。用电子横移机构取代传统的链块横移机构,对链块多梳花边机进行全电脑控制的改造,必将大大提高花边产品的生产效率,提升产品的质量和档次。因而对有着大量链块多梳花边机的企业而言,为了提高自身的市场竞争力,必须对其原有的生产设备进行升级改造。

2链块多梳花边机的电脑化改造工艺

2.1电子控制系统的总体改造方案

全电脑控制多梳拉舍尔花边机的改造可采用图1所示的整体方案,改造后的全电脑控制多梳花边机的整体控制系统采用稳定可靠的现场总线技术,将系统架构成基于高速现场总线技术的多级网络分布式控制系统。

改造后的新型电脑多梳花边机的整体控制系统主要由上位管理层、功能控制层和现场执行层等 3 个层次构成。上位管理层由中央控制器即工业控制计算机(IPC)和总线通讯卡组成;功能控制层由送经、牵拉、横移、贾卡等功能模块的微控制器构成,采用分离式独立控制结构;现场执行层由送经、横移等驱动装置构成,以驱动经轴送经、梳栉横移、贾卡针偏移。另外,与经编机主轴相连接的主轴信号装置采用编码器,将主轴的位置和速度信号传送到高速现场总线上,以便使送经、牵拉、横移、贾卡等模块与主轴同步。

2.2电子控制系统的工作原理

首先将编织花型文件信息从软盘、USB存盘或网络等输入花边机的控制计算机(工控机),由控制计算机的机器控制软件进行数据处理后通过高速现场总线将送经、横移、贾卡等数据控制信息传给各模块的功能运动控制卡。机器运转时,主轴信号装置得到主轴的位置和速度信息并通过高速现场总线上传到各模块的运动控制卡,作为它们的主轴同步触发信号。运动控制卡根据花型存储器中当前编织横列的数据序列号及该序列所需要的控制量,向现场执行装置如送经伺服驱动单元、横移伺服单元、贾卡驱动单元等发出运动指令,由相应的执行元件驱动经轴送经、梳栉横移、贾卡针偏移。

2.3电子控制系统的改造实践

2.3.1链块多梳花边机电脑控制改造原则

为了保证改造机台具有良好的运转性能,并尽可能减少改造工作量、降低成本,链块多梳拉舍尔花边机的全电脑控制改造应遵循下列原则。

(1)选择运转状况良好的链块多梳花边机实施改造,改造机台的基础条件好,改造后才可能具有稳定的工作性能,建议选用Karl Mayer(卡尔・迈耶)公司制造的链块机。

(2)尽可能保持原有机型的工作线不变,这样栅状脱圈板、槽针和沉降片等成圈机件的运动曲线不变,保证在改造时原机的运动性能不变。

(3)改造后新机的梳栉配置最好为目前市场上现有的,或与本公司已有的某一电脑控制花边机的梳栉配置一致,这样可保证能有现成的多梳花边CAD设计系统相配套,并使得改造后的新机台能适应市场上流行产品的编织。

(4)改造时应充分考虑电子送经、电子牵拉、电子横移和电子贾卡以及主轴信号等装置的机械安装空间,在条件许可时,尽可能多配置花梳,以增强花边的起花能力。

(5)花梳电子横移机构应具有较大的累计横移针距(最好能达到与Karl Mayer电脑花边机相同,180 mm),以适应一些特殊产品的编织,同时为了减少改造工作量,宜采用原有的钢片花梳结构;电子贾卡系统应采用压电陶瓷电子贾卡,以适应较高的生产速度。

(6)在保证改造性能的前提下,降低改造成本,提高市场竞争力。

2.3.2链块多梳花边机电脑控制改造实施

对于改造的机型,本文选择了数量众多的、Karl Mayer公司生产的MRES 33型和MRES 39型链块多梳花边机。

MRES 33型花边机原有 11 条工作线,可不改变梳栉配置,只添加电子送经、电子牵拉和电子横移,而改为 33梳的普通电脑多梳花边机;也可以对梳栉配置稍加改变,添加 1 把电子贾卡梳(需要占用 2 个横移工作线),再加上电子送经、电子牵拉和电子横移,改造为 31/1 梳的电脑多梳贾卡花边机。MRES 39型花边机原有 13 条工作线,也可不改梳栉配置,只添加电子送经、电子牵拉和电子横移,而改为 42 梳的普通电脑多梳花边机;也可以对梳栉配置稍加改变,添加 1 把电子贾卡梳,再加上电子送经、电子牵拉和电子横移,改造为 41/1 梳的电脑多梳贾卡花边机。

改造后的 41/1 机的梳栉配置图如图 2 所示。该机仍配置 13 条横移工作线,其中第 1 条横移线 1 把地梳,第 2 ～ 10 条横移线为 38 把花梳(前 8 条线为 4 梳一集聚线,第 10 条线为 2 梳一集聚线),第 11、12 条横移线为 1 把分离的贾卡梳,第 13 条横移线为 1 把地梳(弹性梳)。

3改造前后的多梳花边机对比分析

3.1改造的成本核算

以配置相似的多梳花边机为例,新的全电脑控制多梳拉舍尔花边机价格不菲,一台Karl Mayer公司生产的JL42/1花边机需耗资近 700 万元人民币,即使一台二手MRPJ 43/1多梳花边机一般也需要 200 万元以上;而购置国产的43/1型全电脑多梳拉舍尔花边机则需 180 万元左右。

将一台MRES 39型普通花边机改造为生产高档经编花边的 41/1 梳全电脑控制多梳贾卡花边机的成本可核算如下:1 把贾卡梳(198 块Piezo针块)及其控制系统改造约需要 32 万元,送经、横移等机构的伺服电机安装架改造约 7万元,送经、横移等 42 套伺服及控制系统需要约 35 万元,梳栉及其吊架机械改造约 6 万元,即全部改造费用约需 80 万元左右,再折合上原有的主机约 40 万元,一台链块多梳花边机全电脑控制改造的总费用也只有 120 万元左右。与Karl Mayer的JL42/1花边机或国产的43/1型全电脑多梳拉舍尔花边机相比,其成本明显降低。

3.2改造前后的产量对比(表 1)

为了比较链块多梳花边机和全电脑多梳花边机的生产效率,用同一个花型在两种机型上作测试对比。

MRES 39机采用数量庞大、型号不同的链块驱动梳栉横移,由于每次换花型需要工人打磨链块,存在机械误差,开机时机器震动较大,尤其是机器速度提高后更为明显。另外更换花型时间较长,影响了机器的整体生产效率。根据实际生产统计,在织物纵密 16 cpc和机器速度 400 r/min时,MRES39机型每班产量为 92 ～ 95 m左右。相比较之下,电脑控制的41/1机使用电子送经、电子横移控制,更换花型时间短,运动精度高,机速也能稳定在 400 r/min,生产中故障率低,布面质量好,41/1型产量为 88 ～ 93 m左右。

由上比较可见,改造前后机器的产量基本一致。

3.3改造前后的产品与经济效益对比

MRES 39型多梳花边机不带有贾卡装置,改造后的41/1型多梳贾卡花边机带有 1 把贾卡梳,且可以生产大循环花型,花梳累计横移针距在 170 针以上。因而两者的产品档次差异明显:MRES 39机的花边地组织结构单一,产品档次低;41/1型多梳贾卡花边机则属于高档花边的生产用机,可编织大横移的、与体形曲线相配合的花边面料。

改造后的41/1机的花边产品价格也高于MRES 39型机的产品。以常见的 150 cm门幅花边面料产品为例,MRES 39型机产品价格通常为 10 ～ 15 元/m,而41/1机的产品价格则可达到 18 ～ 25 元/m。

结合前述的机器产量,设平均每班产量 90 m、差价 9 元/m,则每月可增加的净收益约为:90 m/班 × 9 元/m × 2 幅 × 3 班/天 × 30 天/月 = 145 800 元/月。即只需不到半年的时间就能收回机器改造的成本,如果再考虑链块多梳花边机多、产品量大档次低、销售成本高、竞争力弱等因素,链块多梳拉舍尔花边机改造后的优势更大,给经编花边生产企业带来巨大的经济效益和社会效益。

4结语

链块多梳拉舍尔花边机的电脑化改造可以用较少的资金投入显著提高原有设备的性能,从而丰富产品花型品种,提升产品档次,减轻劳动强度,并充分发挥原有设备的效率,为企业节省大量成本,大大提高企业的经济效益和社会效益,增强企业产品的市场竞争力,因而链块多梳拉舍尔花边机的电脑化改造是理想的出路。

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