CCZ系列花式纱装置在生产花式竹节纱与段彩纱上的应用

章友鹤， 赵连英，周济恒

(1.浙江新型纺织品研发重点实验室，杭州 310009；2.无锡恒久电器技术有限公司，无锡 214000)

CCZ系列花式纱装置在生产花式竹节纱与段彩纱上的应用

章友鹤1， 赵连英1，周济恒2

(1.浙江新型纺织品研发重点实验室，杭州 310009；2.无锡恒久电器技术有限公司，无锡 214000)

花式纱线是具有不同于常规纱线结构与外观形态的特色纱线，开发与应用各种花式纱线是目前国内外纺织品市场需要。文章重点介绍CCZ系列花色等控制系统的特点，该系统采用智能式编程，数字式控制，伺服电机传动，使一台花式装置具有多功能的用途，既可生产各种形态的竹节纱，又可生产形状各异的段彩纱，在该装置上已开发出6种各具特色的花式纱线。文章还对开发竹节纱与段彩纱相关技术及环锭细纱机几种改造方案作了分析探讨。

波浪竹节纱；节中节段彩纱；设备改造；双眼导纱装置；伺服系统

1 花式纱线的应用与发展

花式纱由于其结构特殊，形态各异，用它织成的织物风格独特，立体感强，富有时尚感，广受消费者喜爱。目前已广泛应用于时装面料、针织服装、家居装饰(沙发、窗帘、地毯)及帽子、围巾、领带等各个领域。由于花式纱的应用领域不断拓展，不但广泛应用在棉针织物上，在毛、麻织物上也被推广应用。随着生活水平的不断提高，人们对服饰提出的要求越来越多。家居装饰用品也提出了华丽高雅大气等多种诉求。这是花式纱线发展的良好机会，不仅花式纱线的生产量将会进一步扩大，而且花式纱线品种也将得到更大的扩展，花式纱线将成为人们生活中不可缺少的一种特色纱线[1-5]。

回顾国内花式纱线的发展历史，从20世纪80年代开始，为了适应市场及用户对花式纱线的要求，国内开始引进和制造了许多花式纱线生产设备与装置，但大多数设备或装置功能单一，一台设备只能生产一种花式纱线，如用空芯锭子生产的尼尔纱，被通过改造细纱机来生产竹节纱等。从各种花式纱线机控制原理分析，由于受到当时技术的限制，只采用机械控制手段，以至于一台花式纱线设备不能生产多个品种的纱线。江苏无锡恒久电器技术公司，从20世纪90年代就着手研究花式纱线生产设备与装置的开发，在分析国内外花式纱线机优缺点的基础上，依靠公司的研发团队先后推出了CCZ花式纱装置的Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型等设备，其共同特点是：充分利用现有环锭细纱机并进行改造，配套花式纱装置。在花式纱生产控制系统中采用了智能化编程，数字式控制罗拉传动，从单伺服电机发展到目前多台伺服电机来控制各根罗拉动作，从而在一台细纱机上实现多品种生产，尤其是最近推出的CCZ-VIT花式纱装置，创新应用了数字化、智能化、程控化等新技术，在改造后的环锭细纱机上应用，已生产出6种特色花式纱线，有竹节纱、段彩纱、渐变式波浪竹节纱、波浪式段彩纱、波浪式节中节竹节纱、波浪式节中节段彩纱。由于实现了一机多用，受到国内外用户的高度关注，不仅在国内纺织厂得到广泛使用，并已出口到东南亚等国家，深受客户好评。现将CCZ系列花式纱装置在竹节纱与段彩纱开发应用中有关问题做简要探析。

2 用CCZ花式纱装置开发竹节纱与段彩纱

2.1 传统型竹节纱与段彩纱

a) 竹节纱(任意节粗、节长、节距，有规律、无规律均可)，常规竹节纱形态见图1。

b) 段彩纱用二根粗纱分别从中后罗拉喂入，其中中罗拉匀速，后罗拉间歇喂入产生时续时断的段彩效果，常规段彩纱形态见图2。

图1 常规竹节纱形态

图2 常规段彩纱形态

2.2 创新型的竹节纱与段彩纱

a) 渐变式波浪竹节纱(在一个定长的竹节上通过伺服电机控制改变形状来纺制)见图3。如图3，节长为6cm的竹节，期间有波浪变化。

b) 渐变式波浪段彩纱(在渐变式波浪竹节纱基础上通过另一根粗纱从后罗拉时续时断喂入，在竹节纱段上增加段彩形状)见图4。如图4，节长为6cm的竹节，期间有波浪变化，并有段彩出现。

c) 波浪式节中节竹节纱(是指在波浪式竹节上，通过伺服电机控制再加一个竹节呈现出节中节风格)见图5。

d) 波浪式节中节段彩纱(是在波浪式竹节纱基础上，通过另一根粗纱，从后罗拉的时续时断喂入，从而在节中节中形成段彩风格)见图6。

图3 波浪形态竹节纱

图4 波浪式段彩纱

图5 波浪式节中节竹节纱

图6 波浪式节中节+段彩纱

3 复合式波浪竹节纱、段彩纱纺制中的技术要点

3.1 竹节纱形态调节

纺制普通竹节纱节形变化，通过屏幕上的节形参数进行微调。有的竹节形状需要平坦，有的竹节形状需要陡些，这是根据市场来样纺制，市场上的竹节纱，一般竹节倍率是固定的，除了节形部分，一个竹节整体粗度是一致的。我们可以开发一个竹节从头部到尾部像抛物线方式变化，即将较长的竹节纱做成慢慢的过度到某一高点再缓慢的回到基纱，或者在同一个竹节上有起有伏，对于长竹节可以满足要求。

3.2 段彩纱形状调控

在段彩纱纺制时，中罗拉用一台伺服电机传动，后罗拉由另一台伺服电机单独传动，用中罗拉纺渐变竹节纱，后罗拉将粗纱间歇喂入，那么段彩的风格更加千变万化，它能生成渐变竹节纱，渐变竹节纱上有段彩，即节中节，竹节中部有彩竹节，也可以后部有彩节，段彩竹节粗度随时变化，只要认真分析，就能随心所欲纺出市场需要的特色纱。

3.3 段彩纱双眼导纱喇叭头使用安装

连体双眼导纱喇叭头是无锡恒久电器公司为段彩纱装置配套设计研制的专用件，示意图见图7。正确安装与否，会影响使用效果，因此要注意相关事项。

图7 双眼导纱喇叭头示意

a) 双眼大孔口朝上，小孔朝下，不能颠倒反向，否则影响通道对粗纱条的牵引阻力变大，甚至粗纱条无法通过。

b) 连体双眼喇叭头的双耳卡口卡住小铁輥两侧。

c) 在双耳卡住小铁輥芯轴前，将连体双眼喇叭头中腔对准塑料上销的尾端，再发力推入，使喇叭头中腔及双耳都卡住塑料上销尾端和小铁輥芯轴，确保喇叭头的安装高度定位。

d) 如不按上述安装方法，会出现各种不良现象，如粗纱条拉断、段彩粗纱条被阻等。常见的安装不良是塑料上销尾端没有插入喇叭头中腔内，使得喇叭头安装位置高低无法定位，不是过高就是过低。

建议粗纱定量稍微轻一些，以便于粗纱在喇叭头中顺利通过。

4 伺服系统在CCZ系列花式纱装置的应用

4.1 重要性

CCZ利用显示屏进行人机对话，把各种纺纱工艺参数写入PLC编程器。PLC编程器根据编程指令驱动器，再由驱动器控制伺服电机，实现了闭环式自动调速。伺服电机是执行事先确定的一连串要求进行运转。

正确用好伺服电机很重要，否则会影响段彩纱、竹节纱的品质和正常生产。如在对驱动器、伺服电机认识不够的情况下，常会发生参数设置不恰当和接地不良等现象，要引起重视。

4.2 使用技术

参数设置不恰当：一是纺纱工艺参数设置不恰当，二是驱动器参数设置不恰当。任何一种参数设置不恰当，都会造成或引起伺服电机执行偏差，甚至报警。

所谓接地，是指PLC、驱动器、伺服电机的金属外壳接地。在自动系统中，抗干扰很重要，如果接地不良会影响抗干扰能力。在伺服电机工作场地，难免有干扰源存在，不可避免地受到外界杂信号干扰，影响到伺服电机的执行能力。多数电子产品都有抗干扰要求，驱动器、伺服电机也不例外。

驱动器、伺服电机的抗干扰预防措施之一便是接地，必须切实做到。若不接地或接地不良，不但影响抗干扰能力，还有可能引发触电事故。故预防性抗干扰的接地是必须的。

用好驱动器、伺服电机就必须严格按使用说明书规定去做，其中包括它们的连接、设定及调整等。所以，在使用前，要对驱动器、伺服电机的性能作用有清楚的认识，这对用好CCZ系列花式纱装置也有很好的帮助。

4.3 注意事项

a) 伺服电机是目前电动驱动中技术领先的高端产品。CCZ系列花式纱装置应用了该技术，在技术上确定了该装置的先进性、可靠性和稳定性，也成为传统纺竹节纱装置的更新换代产品。

b) 驱动器与伺服电机只能是一对一的配套使用，如果更换驱动器或伺服电机，应是相同型号，必须使用指定的组合。

c) 切勿在主电源侧用电磁接触器进行电动机的运转和停止，不要频繁地开关驱动器主电源。

d) 建议采用220V照明电源作为驱动器主电源。如果采用380V三相电中的A、B、C相中一相与地线作为220V主电源，会造成380V三相电源不平衡，而且极不安全。

e) 参数设置：不同生产厂家的驱动器，其参数设置方法也不同，要参照说明书提示进行。在设置前要了解参数清单内容，不能盲目修改。一般需重新设置的参数不多，而且都在基本设定项中，其它均可用标准出厂设定值。

为防止标准出厂设定值有误而影响正常使用，建议先一键恢复全部标准出厂值，然后逐一修改需要的参数值即可。如“旋转方向”、“控制模式”、“实时自动调整”、“实时自动调整机器刚性”、“电机每旋转1次的指令脉冲数”等，在基本设定项中都能找到，可以根据实际重新设置，不然会造成设置不恰当等后果。

总之，对驱动器、伺服电机有了充分认识，那么对CCZ系列花式纱装置也就有了认识。用好驱动器、伺服电机是用好该装置的基础，在此基础上，掌握和使用纺纱工艺参数设置便得心应手，提高了工作效率，纺好花式纱线，为企业创造更多的效益。

5 段彩纱拖尾的产生与预防及解决措施

5.1 段彩纱拖尾的产生原因

产生段彩纱拖尾的原因较为复杂，开始使用时有的企业没有引起重视，现在愈来愈注重段彩纱品质，从而进行攻关。段彩纱拖尾主要有两方面原因。

a) 机械传动问题。在PLC程序控制软件上存在缺陷，没能及时可靠控制后罗拉的启动与停止。虽然“停止”信号发出，但有微弱的脉冲信号余波存在，使驱动器和伺服电机仍以极微弱的驱动传动后罗拉，从而产生“拖尾”。另一方面，虽然PLC对微弱脉冲信号余波滤波良好，但由于驱动器刚性扭矩参数设置不合理，也会产生“拖尾”。为避免伺服电机在启动与停止瞬间产生振动，一般都采用低值。刚性设定值变高，则速度应答性变高，伺服刚性也提高，但变得容易产生电机振动。所以，在确认动作的同时，将低值变更为高值。还有，驱动器惯性比参数设定是否正确时，也会影响后罗拉转动惯量。该参数需要根据实际负载惯量，进行实时调整该参数值。

b) 原棉与工艺设计问题。原棉及工艺设计属于同一问题，就是如何有效控制浮游纤维问题。

如果纤维长度整齐度差，离散系数大，后区工艺又难以有效控制，从而产生拖尾。“拖尾”有两种现象，一是不该有段彩的纱段上出现段彩。另一种是段彩纱段部分有拖尾。前者肯定是由失控的浮游纤维产生。后者较复杂，机械传动问题和浮游纤维都有可能产生拖尾现象。

要杜绝拖尾现象发生，必须从两方面着手才能解决。首先，在软件上预防，另一方面棉纺厂在工艺上必须满足段彩纱加工的特殊需要。

5.2 解决拖尾的措施

a)方案一，后区牵伸的改造，如图8所示。

图8 后区牵伸改造示意图

这种改造方案对浮游纤维控制十分有利。但改造较麻烦，改造费高。由于原后罗拉表面呈斜纹滚花，存在一定轴向推力，如果不更换网纹滚花罗拉，下皮圈在运转过程中，极易产生跑偏。这是绝对不允许的。所以，必须换成与中罗拉一样的网纹罗拉，才能克服下皮圈跑偏。

上销结合件可以采用原前区牵伸的上销结合件，用来替代后皮辊即可，改造十分简单方便。

下销结合件可以采用原前区牵伸的下销，但下皮圈长度须定制。由于各机型的后罗拉直径不同，各企业应根据细纱机型号自行定制改造，也可让恒久公司定做。

保留原后罗拉滑座不变的同时，加装下销座。否则，无法固定下销。为配合解决拖尾，后区下销座以及后区专用喇叭头，恒久电器可以提供配套供货。使用恒久后区专用喇叭头，可以替代应加装的反口喇叭头及扁铁条。

b) 方案二，后区牵伸改造，如图9所示。

图9 后区牵伸改造示意图

方案二对方案一略有改进。方案二不用下皮圈的同时，原后罗拉仍可使用，不必更换网纹滚花罗拉，但要求下销工作面保持光滑。

c) 方案三，尽可能减小后区罗拉隔距，这对减少拖尾也有帮助，但不能杜绝拖尾。

以上三种方案供棉纺厂参考。笔者认为采用方案二较为经济合理。

经过后区牵伸改造后，不但能解决段彩纱拖尾，而且改纺普通平纱(无竹节、无段彩)时，双区双皮圈牵伸也比单区双皮圈牵伸好，对成纱条干质量的提高亦有利。

7 结 语

花式纱的纺制，是市场的需要，是人们生活品质提高的要求。纺好花式纱，第一要大胆创新，扩散思维谋出路；第二，要跟有品牌、有经验的后道加工制造商合作；第三，加强员工的培训，提高一线员工技能，熟练掌握花式纱的纺纱技术。

无锡恒久电器技术有限公司在纺好各式竹节纱与段彩纱方面积累了一定经验，目前已为全国近两千个厂家提供了纺纱服务，纺出的产品出口到韩国、日本、美国等市场；同时该装置也出口达东南亚等国，深受客户喜爱。

[1] 周济恒.ccz系列多功能花式纱线装置[C]//第十三届全国花式纱线及其织物技术进步研讨会.无锡，2006：13-15.

[2] 史晶晶，张楠楠，付少辉，等.段彩纱在色织物开发中的应用[J].棉纺织技术，2014，42(8)：43-46.

[3] 周济恒.纺好段彩纱的技术探讨[C]//.首届全国色纺产业技术研讨会论文集.2014：6-12.

[4] 张 静.段彩纱的设计开发[C]//首届全国色纺产业技术研讨会论文集.2014：149-152.

[5] 桂亚夫.环doing细纱复合产品技术探讨[J].现代纺织技术,2015,23(3):37-39.

(责任编辑：许惠儿)

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

章友鹤(1934-)，男，浙江宁波人，教授级高级工程，主要从事棉纺织技术研究工作。

TS103.11

B

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