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数字化成经编技术发展新动力[复制链接]
作为针织行业的重要分支,经编在近些年的发展非常迅速,在服装、装饰、产业用领域都有着较好的发展前景。但随着市场对产品要求的提高以及人力成本的增加,传统劳动密集型经编行业的发展受到了限制和阻碍,亟需实现转型和升级。
计算器技术、电子技术、物联网技术的进步为经编行业的发展注入了新的动力。
以数字化经编针织技术为代表的一系列先进技术大量应用于经编领域,如数字提花技术、数字化监测技术、数字化生产管理技术、数字化设计技术等,促进了经编机械、控制、产品的更新换代,推动着经编行业朝着智能化、高速化、多样化的方向发展。
数字提花技术
近年来,市场对纺织品外观的需求朝着个性化、新颖化和时尚化等方向发展,而旧式的机械提花存在着噪音大、操作复杂和品种翻新困难等缺点,已逐渐满足不了市场需求。随着数字提花关键技术的突破,以及伺服电机、贾卡针块等设备的大量生产供应,为数字提花技术在经编上的广泛应用提供了基础条件。
电子送经
早在2000年,德国卡尔迈耶公司已将电子送经作为为高速经编机的标准配置,在实际生产中根据织物工艺需要输入送经量,计算器会计算并控制经轴转动速度以实现恒速送经。与此同时,随着产品开发的需要,如对于具有复杂多变花纹和无缝提花等类型织物的出现,双速和多速送经也成为一种发展态势。
在花边机上,电子送经一般只用于地梳,由于花梳送经量变化频繁,差别大,所以一直以来采用消极式送经。随着粗股纱线等刚性纱线的应用以及花边质量要求的提高,对花梳送经量进行积极控制成为发展趋势,卡尔迈耶便推出了PPD花梳电子送经系统,可根据实际需要对花梳的送纱量进行实时自动调节,既提高了花边织物的质量,又无需像纱架那样占用巨大空间。
电子横移
电子横移首先使用在多梳经编机上,在过去的三年里又在高速经编机和双针床经编机上掀起应用浪潮。
由于技术原因,带电子横移高速机的机器运行速度较低(一般小于1400rpm,国产设备最高只能达到1200rpm),故电子横移结构通常只用在打样机器或生产较大花高的机器上,未能得到广泛应用。
2015年卡尔迈耶在意大利米兰国际纺机展上推出的四梳电子横移特里科经编机速度达到1800rpm,为电子横移在高速机上的应用展示了美好前景,随着电子横移技术的发展和硬件价格的降低。未来,电子横移也有可能像电子送经一样成为高速经编机的标配。
电子贾卡
压电陶瓷贾卡技术已成为经编机普遍采用的提花技术,随着国产压电陶瓷贾卡的成功研发与量产,每块贾卡针块的价格从上千元降到几百元,压电陶瓷贾卡技术从而得到了迅速的普及与发展,应用机型从单针床到双针床、从少梳到多梳、从单贾卡梳发展到多把贾卡梳。
电子贾卡的普遍应用也在推动着贾卡产品的发展,特别是近年来发展迅猛的成形鞋材。成形鞋材的概念最先由国外提出并应用于生产,特点是一次成形、无需裁剪。2012年2月,美国Nike公司发布了FLYKNIT超轻量一体成形鞋面的原创运动鞋,具有缩短制鞋流程、自动化程度高等特点,材料浪费减少了80%。
经编成形鞋材的生产机型为双针床单贾卡经编机,贾卡在双针床间隔织物的一侧进行提花,生产具有厚、薄和网孔效应的花纹,下机后只需少量裁剪即可应用于鞋面制作,大大提高了生产效率。
目前电子贾卡技术也存在一定的问题,需要进一步的研究:缺少性能稳定价格合理的贾卡针块、需要解决贾卡梳的送纱不匀问题、待开发可承受较大纱线张力的贾卡针块,以及开发E32以上和E14以下贾卡针块。
数字化监测技术
经编由于织造过程复杂、机器速度高、产品类型多等限制,整体自动化程度较低,各项监控检测作用仍需要人工来完成,增加了生产成本。故采用计算器代替人工的数字化监测技术得到了越来越多的关注,其中以疵点检测和张力检测为代表的的技术取得了较大的进步并逐渐推向商业应用。
随着与其他工业检测系统的不断融合创新,以及数学、计算器等基础学科的不断发展,数字化监测技术必将更多的应用在经编行业中。
疵点检测技术
疵点检测技术是用计算器替换人工进行布面疵点检测,克服了人工检测错误率高、生产效率低的缺点,涉及机器视觉和图像处理技术,通常由3个模块组成:图像获取模块、图像处理模块、疵点标记模块。
其中图像处理模块是疵点检测技术研究的热点和难点,也是衡量疵点检测系统性能优良的关键,可通过统计法、结构法、模型法、频谱法等对织物图像进行提取处理。
国外的疵点检测技术起步较早,从20世纪70年代开始研究,目前已推出了一些应用于商业使用的系统,如瑞士Uster公司的Fabriscan自动验布系统、德国Obdix公司的在线检测系统。在2015年上海国际纺织工业展览会上,卡尔迈耶的高速特里科HKS4-M型经编机配备了扫描式布面疵点检测装置。
国内的东华大学、江南大学、浙江理工大学等也对疵点检测技术进行了大量研究,疵点检测系统技术水平有了很大的提高,但也存在着功能较为单一,对花型复杂织物的系统检测精度较低等缺点。未来的疵点检测技术将朝着检测精确化、反馈实时化、检测类型多样化的方向发展。
张力检测技术
纱线张力是经编生产过程中重要的工艺参数,张力过大或过小都会影响布面质量和生产效率,因此对织造过程中纱线张力进行检测就显得尤为重要。张力检测方法根据接触状态分为接触式、非接触式,根据对象分为间接检测和直接检测,根据检测及时性分为静态和动态。目前市场上应用最为广泛的为三辊式张力测试,中间为测量辊,上下为辅助辊,纱线绕在三个辊上。
对织造过程中纱线张力进行研究,分析其变化规律,并对纱线张力进行合理补偿,为实现恒张力织造提供理论基础。2015年,常州润源经编集团在上海国际纺织工业展览会上推出带有张力检测装置的双针床拉舍尔经编机,可以对织造过程中单丝的张力进行检测,当张力出现异常时会进行自动调节,保证织造张力处于合理范围内。
数字化生产管理技术
2015年5月,国务院正式印发《中国制造2025》,作为中国工业4.0计划的指导文件,为中国未来十年制造业的发展制定了三大方向:智能工厂、智能生产、智能物流。其中“智能生产”指主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等,提出生产管理技术是实现企业智能化、信息化的关键工具。
经编生产管理系统(KMES)是针对生产车间,借助计算器、物联网、信息管理等技术,以信息化、精细化为特征,采集经编生产过程中的机器、原料、工艺、人员等信息,具有透明、高效、及时特点的管理系统。WKMES系统连接企业生产现场与计划管理层ERP系统,在产量统计、质量管理、绩效考核等方面可实现在线实时统计处理,并能及时高效反馈至管理层,实现生产过程的智能化与信息化。
产量统计
KMES系统可对实时产量和班产量进行统计,实时产量能够反映当前的生产状况,班产量是以工人轮班为单位统计出的产量总和,可将机器编号、员工工号、订单号、工艺号等参数归纳到产量统计中,管理层可实时准确获得各车间的产量情况,为安排接下来的生产计划提供依据。
质量管理
质量管理包括生产疵点的采集与处理,从汇总数据中分析常见的疵点类型与原因,有针对性的提出生产改进措施,可极大减少质量管理人员的工作量,提高管理效率。当存储的数据量足够大时,可建立质量管理数据库,将生产过程中的问题实时上传,并进行对比分析,从传统的“事后管理”转变为“事前预防”。
绩效考核
以统计的产量为依据,纳入产品单价、质量系数、工资系数和奖惩系数等参数,利用计算器实时核算员工工资,取代传统的人工核算,可节省大量人工,提高工作效率,也利于工厂快速进行成本核算。
当工厂在生产新工艺时,可通过KMES系统进行生产数据采集,以确定工艺生产难度、生产效率,通过系统计算出一个较为合理的绩效参数,既能保证员工的正常收入,也能保证工厂的生产利润。
数字化设计技术
随着计算器技术的不断发展,与数字提花技术一样,针织数字化设计技术也得到长足的发展,其中最具代表性的为经编CAD技术。国内典型的CAD系统有江南大学的WKCAD、华中科技大学的华中CAD;国外有德国EAT公司的ProCAD、西班牙SAPO。
目前的经编CAD系统除了具有设计织物花型工艺的传统功能外,也加入了织物外观模拟、虚拟展示等模块,大大丰富了针织设计软件的功能,提高了整个针织行业的数字化设计水平。
仿真技术
在设计时间利用CAD仿真技术来进行织物真实形态的仿真,可以预先对产品进行评估评价,大大减少产品研发周期,其中包括对织物原料的材质模拟、线圈受力的变形模拟、织物的三维立体模拟等。目前在仿真技术上应用最为广泛的为弹簧 - 质点模型,在保证具有良好仿真效果的前提下,可大大提高仿真效率。
虚拟展示技术
虚拟服装展示技术属于计算器、物理、数学、艺术等多学科交叉的技术,可形成逼真的服装运动和变形效果,除了应用在动画、游戏、影视特技中的人员服装模拟外,还可用于电子购物的人体试穿和数字化定制服装。淘宝buy+的出现,优衣库、ZARA等服装巨头对3D虚拟试衣技术的研发布局,都在彰显着虚拟展示技术无限的发展前景。
基于互联网的数字化设计
基于互联网的数字化设计技术是目前较为新颖的互联网理念,融合了互联网技术与CAD技术,其构想为用户直接通过计算机或移动智能终端随时随地设计针织物,并建立产品数据库,应用大数据等相关技术对储存信息进行分析处理,实现对针织产品的智能设计。
结束语
展望未来,经编行业面临的问题既是挑战也是机遇,坚持将数字化技术融入经编生产中,除了应用在提花、设计、监测、生产管理上,还可继续拓展到经编生产的其他工序,如原料采购、整经、后整理等,提升经编生产整体的数字化水平。
注重电子、计算器、数学、物理等多学科交叉的应用研究,促进经编行业朝着更高级的智能化、更稳定的高速化、更灵活的多样化方向发展,可积极推动整个行业的技术进步与竞争力。
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