TC系列梳棉机T-Con梳理数字化亮点

刘古立

(上海市老科协技术工作者协会 纺织专业委员会，上海 200031)

1 T-Con的基本原理

TC系列梳棉机是德国特吕茨施勒集团21世纪初推出的高端梳棉机，其中，T-Con技术改变了传统的分梳隔距技术路线，开创了分梳隔距数字化先河[1],2007年成为TC系列梳棉机的标配。

分梳隔距是梳棉机实施分梳的关键要素，历来都是在梳棉机静止的状态下由人工手动设定，并成为标称的分梳隔距。但在梳理过程中，分梳件与纤 维摩擦产生的热量，使分梳件受热膨胀，且分梳件高速旋转产生的离心力也使筒体直径微微增大，因此实际梳理时的隔距会比初始设定的隔距小(具体量值无从可考)。

T-Con是嵌入在TC梳棉机控制系统里的一套程序软件，可以对梳棉机的分梳物理隔距进行动态测定，并将隔距信息以数字化形式进行储存和处理。T-Con定义的实际隔距为隔距常量与隔距增量的矢量和。其中，隔距常量是梳棉机在基础温度时，即与环境温度零温差时手工设定的隔距，此时的分梳件未有温升和受力，隔距相对稳定，也可将其称为基准参考隔距。隔距增量是分梳件变形导致的隔距变化量，可以通过数学函数计算得到。隔距变大为正增量，隔距变小为负增量。T-Con通过安装在梳棉机上不同位置的热电偶温度传感器，采集梳棉机工作时的环境温度、主锡林温度和左、右锡林墙板温度，通过速度传感器采集锡林、刺辊和道夫的转动速度。

T-Con程序内植入了梳棉机的相关设计数据，如机件的形状尺寸、材料规格和各影响因素系数等。T-Con内置在梳棉机的控制系统中，可以共享所有梳棉机的工艺参数，如各种工艺速度、生条定量、精确盖板设定系统(PFS)和精确除尘刀设定系统(PMS)等。在采集到这些相关参数的基础上，T-Con根据金属热膨胀、机械热变形、材料力学和结构力学等理论基础，运用有限元分析法计算出各分梳件的实时形变量，结合操作输入的加工原料、台时产量及基准参考隔距等信息，导出实际隔距。T-Con的相关数据信息，可以从显示屏的页面上进行访问或操作。图1为T-Con简图。

2 T-Con的主要功能

2.1 分梳隔距实时显示

梳棉机显示屏T-Con梳理隔距页面(见图2)从左到右，依次显示锡林与刺辊、后固定盖板、回转盖板、前固定盖板以及道夫5个分梳隔距。灰色框内的数据是梳棉机基础温度时手工设定后输入的基准参考隔距，白色框内的数据是机上的实时分梳隔距。

分梳隔距实时显示功能不仅消除了梳棉机工作状态下的隔距盲区，实现了隔距信息可视化，而且从时空维度展现了分梳隔距的动态变化，准确反映了全过程的实际分梳状况，有助于对分梳过程的掌控。

2.2 分梳隔距变化追溯

任意实时显示的分梳隔距，都可以进一步显示以往7 d的隔距变化曲线，并可选择放大按钮，观察48 h内的变化曲线(见图3)，判断该时间段内隔距的波动幅度；对于隔距波动频繁的机台，追溯原因并改进设备运维方式，以减少隔距波动、保持分梳稳定。因此，隔距追溯功能既可以成为质量追溯的重要环节，也可以成为加强分梳管理的手段之一。

图3 T-Con锡林—回转盖板隔距48 h曲线

2.3 分梳隔距优化推荐

在梳棉机运转升温达到平衡状态后，可以调出T-Con隔距建议(见图4)，检查实际隔距是否与T-Con推荐隔距一致。选择所纺原料后，在基准参考隔距框的左边会出现隔距增量形式的优化建议。正值表示要增加的英丝，负值表示要减少的英丝，0值表示不用调整。

图4 T-Con建议隔距页面

2.4 接针监控

TC系列梳棉机在锡林和分梳件之间设置了安全保护监控装置TCM 1，当T-Con记录的针布接触次数或时间达到临界状态，会立即触发紧急停车系统，避免针布损伤或重大坏车事故。T-Con对针布接触临界状态的定义是：在锡林启动最初3 min内，发生针布持续接触超过5 s；锡林启动超过3 min后，发生针布持续接触1 s。T-Con对针布接触事件发生的时间和频率会在显示屏页面上以蓝线显示，以便分析追踪。

2.5 实时温度显示

T-Con温度传感器所测环境温度、锡林温度以及左、右锡林墙板温度，在显示屏的温度页面直接显示，如图5所示。

图5 T-Con温度测量面板

参考温度为原始设定基准参考隔距的温度，设定时的日期和时间也同时被记录下来。白色框内的温度为实时温度，可以看作是梳棉机的“体温表”，随时了解梳棉机的温升情况。当锡林温度与环境温度相同时，可以判定梳棉机已完全冷却；当锡林温度不断上升，表示梳棉机处于升温过程，隔距正在变化；当锡林温度趋于稳定，说明梳棉机已达到升温平衡，分梳隔距正处于正常生产动态平衡状态。如果实时温度出现异常，可以肯定梳棉机出现了不正常状况，必须仔细检查、找出原因，及时消除隐患。

2.6 分梳隔距过紧报警

在梳棉机运转中，如果T-Con监控的分梳隔距出现变动，缩小到临界状态时，机器将会发出梳理隔距过窄的警告，并在T-Con隔距页面以黄色显示，如图6中的“梳理间隙过窄-MTT道夫侧”，这项功能可以帮助预防针布接针。

图6 T-Con梳理隔距过窄显示

出现报警，如果未及时调整，则隔距继续缩小导致针布接针，机器将立即停车。TC系列梳棉机上设定的临界分梳隔距：锡林—道夫小于0.038 mm(1.5英丝)，锡林—刺辊小于0.051 mm(2英丝)，锡林—固定盖板小于0.076 mm(3英丝)，锡林—回转盖板小于0.076 mm(3英丝)。

2.7 锡林墙板过热报警

TC系列梳棉机的锡林墙板由铝合金材料制造，而铝合金材料的热膨胀系数是钢铁材料的2倍多。若铝合金锡林墙板过热，锡林与盖板之间的分梳隔距将会成倍增加，恶化分梳。因此T-Con不仅可以显示墙板对锡林的相对升温百分比，而且自动计算相对升温百分比的限值，一旦超限将会报警机器过热。这种情况比较常见于梳棉机运转过程中产生了较多墙板花，摩擦导致的墙板过度发热，此时必须停机，彻底清除墙板花后，再恢复正常梳理。

3 T-Con操作要点

3.1 T-Con激活开启

T-Con虽然内植在梳棉机控制系统内，但它并不随梳棉机启动而自动开启，必须在显示屏激活后才开始工作。为了便于分析设备故障或调试设备，T-Con程序以及T-Con监控作用可以分别激活或关闭。如果T-Con未被开启或出现故障，梳棉机无法得到有效监控和保护，就会出现报警信号。操作人员应注意检查T-Con状态，确保T-Con正常工作。

3.2 工艺隔距范围设定

根据隔距动态变化规律，按原料类型、生条产量和锡林转速，TC系列梳棉机可以分别规定各分梳隔距的设置目标范围。根据说明书，工艺隔距必须严格控制在目标范围内，不能随意改变。若片面追求紧隔距，越过临界底线，将会造成针布接针，严重影响梳理，恶化生条品质，甚至有损坏机器的风险。

3.3 做好隔距基准化

基准参考隔距是T-Con计算实际隔距的基础，设定和确认基准参考隔距的过程在T-Con操作中称作隔距基准化。在梳棉机冷却到基础温度状态下，用隔距片手工精确设置锡林与刺辊、后固定盖板、回转盖板、前固定盖板和道夫隔距，然后尽快按下基准化按钮，输入这5个基准参考隔距值。获得5个基准参考隔距值及环境温度、锡林温度和锡林左右墙板温度后，T-Con就完成了基准化操作。

5个基准参考隔距的精准度对T-Con的计算至关重要，如果失准，则T-Con无法给出正确的实际分梳隔距。操作时，所有隔距的设置均以机幅宽度的中部为准，因为中部是最重要的分梳区域，也是隔距变化量最大的区域。如果中部与两端边缘针布高低差异较大或者超出允许范围，应磨针进行修复。

3.4 根据温度变化进行相应操作

必须密切关注锡林温度、锡林墙板温度与环境温度，根据隔距变化趋势进行相应操作。设定或校正基准参考隔距，必须在锡林、锡林墙板的基础温度时进行。梳棉机的启动升温阶段要用时40 min后才能达到平衡状态，在升温阶段取样测试生条的棉结杂质会误判生条质量。而为TC系列梳棉机固定盖板调节所设计的T-Con隔距塞片和回转盖板调整系统(PFS)，则无需等待机器冷却再校调。因为这两种操作不必改变基准参考隔距设置，仅是作隔距增量的加减；但如果调节增量超出可调范围，则必须等待机器冷却到基础温度后，按基准参考隔距设定步骤进行。

3.5 定期进行基准隔距校正

在季节转换时，车间生产环境温度可能会呈阶梯式升降变化，梳棉机外围的分梳件，如锡林墙板、回转盖板和固定盖板容易产生额外的膨胀或收缩，导致实际隔距出现高达0.051 mm(2英丝)以上的偏松或偏紧。为消除季节温度差异对隔距的影响，应选择适当时机，重新设定T-Con的基准参考隔距，达到校正的目的。另外，梳棉机针布梳理一定质量纤维后会产生磨损，原始设定的基准参考隔距会随之产生变化，也需要进行校正。

4 TC梳棉机梳理数字化的优势

4.1 梳理性能提升

T-Con应用了传感器技术以及计算机对数据的强大运算、处理、传输和储存能力[2-3]，对分梳隔距的监控和优化，准确、快速、可靠，可使隔距精度达到0.002 mm(约0.1英丝)。在新一代的TC 19i梳棉机上，升级的T-Con 3将数据直接发给T-Go隔距自动优化系统，实现了在线自动完成回转盖板—锡林隔距的设置。在梳棉机升温或车间温湿度波动时段，可以自适应微调隔距，保持全过程的有效精准分梳。其安全分梳隔距最小始终保持为0.076 mm(3英丝)，可以达到稳定的高品质要求。

4.2 有利于梳棉机智能化发展

梳理数字化与梳棉机信息化、网络化、智能化都是数字技术的支撑，具有深度融合的发展前景。这些技术驱动梳棉机全面升级，通过聚焦梳理核心任务，立体式、多维度地提供梳棉机状态信息，自动调整、优化梳理工艺参数，集中、在线控制机组生产过程，给操作控制和维修保养带来良好的体验[4]。

4.3 经济效益可观

梳理数字化可以对梳棉产质量产生积极影响。特吕茨施勒公司公布的T-Con应用情况显示：T-Con可以帮助梳棉机产量提高约10%，IPI纱疵减少约10%；提高针布使用安全性，显著降低针布损耗；T-Con的综合效益相当于在一个虚拟产能为1000 kg/h生条的纺纱厂，以纺29.2 tex普梳纱为例，一年节省运营成本约为28万美元。

5 结语

TC系列梳棉机的T-Con梳理数字化是对传统梳理技术的突破，也是一项重要的原始创新。T-Con基于分梳隔距的变化与温度和离心力等有关，通过数学函数计算得到实际动态分梳隔距，构建了梳棉机分梳数据平台，并扩展了分梳隔距实时显示、变化追溯、接针监控、隔距过紧报警、实时温度显示、机器过热报警以及分梳隔距优化推荐等功能，形成了TC系列梳棉机的梳理数字化特色。

梳理数字化具有提升梳理性能、有利于智能化发展、提高生条产质量、降低针布损耗等优势。在实际应用中，应注意正确操作，确保T-Con有效工作。TC系列梳棉机梳理数字化，对梳棉机的发展具有示范和引领作用。