“入世”對中國的傳統(tǒng)工業(yè)是一次極好的發(fā)展機遇，尤其將會在今后相當一段時期內整激比較優(yōu)勢的紡織工業(yè)的發(fā)展?jié)摿�。目前印染行業(yè)存在的突出問題是產品技術含量低，產品檔次上不去。其根本原因是生產設備老化和技術裝備水平落后。中國加入WTO后，提高產品科技含量，進一步在精、深、細加工上做文章，提高產品附加值，已成為業(yè)內外的共識。裝備的技術含量高低很大程度上決定產品的技術含量和產品競爭力的強弱。因此，采用先進的自動化技術改造和提升傳統(tǒng)的圓網(wǎng)印花機，符合于印染行業(yè)入世后的發(fā)展需求。

2 總體思路

    圓網(wǎng)印花機以其速度快、產量高一直受到紡織印染企業(yè)的青睞，采用圓網(wǎng)印花機生產的花布占印花布總產量的80%以上。圓網(wǎng)印花機就其傳動系統(tǒng)上可分為機械集體傳動式和電機獨立傳動式兩種。

    傳統(tǒng)的機械式集體傳動圓網(wǎng)印花機，是通過一個機械傳動鏈將圓網(wǎng)與印花導帶同步運轉的，其特點是：機械結構復雜、運動部件多、傳動鏈長、電氣系統(tǒng)簡單。

    然而機械式集體傳動的圓網(wǎng)印花機不可避免地存在許多問題，主要是：

    1）機械式印花機對花速度慢，對花次布多，生產效率低。

    2）機械磨損后易出現(xiàn)“跑花”現(xiàn)象，從而降低印花精度，合格率降低。

    3）設備維修量呈遞增趨勢，維修成本逐年增加。

    4）印花導帶與圓網(wǎng)之間速差不可調整，不能適應高檔精細花型的生產。

    本項目所研究的控制系統(tǒng)，就是將每只圓網(wǎng)分別采用一臺電機驅動，印花導帶單獨用電機驅動，由計算機伺服系統(tǒng)控制所有圓網(wǎng)電機跟隨印花導帶同步運行，革除了機械傳動鏈，使其機械傳動結構簡單，運動環(huán)節(jié)少，徹底解決機械傳動易磨損、易“跑花”問題，從而提高印花布的生產質量。由于采用計算機控制系統(tǒng)，還能夠實現(xiàn)自動對花操作，提高了生產效率；導帶與圓網(wǎng)速度差可以通過計算機調整，以適合生產各種精細花型的印花要求，提高了印花產品的檔次。采用電機獨立傳動技術，提高了圓網(wǎng)印花機的技術水平和整機性能，主要技術指標能夠達到國外新型圓網(wǎng)印花機技術水平。該項技術產品即能與主機生產廠新機配套，又能廣泛用于舊機型改造，適合國情，具有巨大的應用前景。

3 技術方案論證

    該項目是研制一個多電機同步傳動的伺服控制系統(tǒng)，面對著老機改造的多種復雜情況，為了達到電機獨立傳動的目的，制定了以下技術方案：

    1）傳動系統(tǒng)改進

    對機械集體傳動圓網(wǎng)印花機的傳動系統(tǒng)進行改動，去除原機械傳動系統(tǒng)，只保留主電機到印花導帶之間傳動關系。同時設計精密傳動機構，使其結構緊湊、安裝方式靈活多樣，可以完全適用于不同機型的結構空間，能使電機的運動精確傳動到印花圓網(wǎng)上。

    2）速度檢測裝置

    要實現(xiàn)計算機控制下的同步運行，必須能夠精確測量印花導帶的運行速度，采用光電編碼器檢測是常用的方法。要做到高抗干擾和高可靠性，能在較差的環(huán)境下穩(wěn)定工作。

    3）同步控制系統(tǒng)

    圓網(wǎng)印花機是在動態(tài)下完成印花過程，印花圓網(wǎng)的運行速度必須嚴格同步與印花導帶的運行速度，實時性要求高。每只圓網(wǎng)在運行時可以隨時接受人工指令，調整其運行速度，再回到同步運行狀態(tài)。印花圓網(wǎng)的數(shù)量根據(jù)花色的不同在8-16只范圍內變化，控制系統(tǒng)的組成結構必須便于滿足變化。

4 系統(tǒng)組成

4.1 控制系統(tǒng)原理及框圖

    本系統(tǒng)是一個多電機高精度同步傳動的伺服控制系統(tǒng)，其原理框圖如下：

    工作原理：由光電編碼器檢測印花導帶速度，經光電編碼器信號處理計算機，送給上位主計算機，主機再將速度信號送給下位分機單片機，分機再將信號送給步進電機驅動器，拖動步進電機并通過直聯(lián)減速器帶動圓網(wǎng)轉動，以達到圓網(wǎng)與導帶之間以及圓網(wǎng)之間的高精度同步運行，滿足印花精度。

    主機板上帶有液晶顯示屏及系統(tǒng)進行操作按鍵，可顯示系統(tǒng)各種運行狀態(tài)和故障診斷，并可對系統(tǒng)進行操作和參數(shù)設置。

    分機帶有圓網(wǎng)小操作臺和圓網(wǎng)位置傳感器，可對每臺圓網(wǎng)進行自動對花和人工微調對花調整。

4.2 具體實施方案

    為了達到本系統(tǒng)的研制目標，我們采用以下技術措施：

    1）采用進口高品質光電編碼器作為印花導帶速度的檢測裝置，可以在惡劣的環(huán)境條件下可靠工作，并可以精確測量導帶及印花布的速度。

    2）優(yōu)化設計的高速脈沖接口可以保證在惡劣條件下傳送脈沖信號，距離長達上百米而沒有脈沖丟失。

    3）獨特的檢測結構可保證所有機型的印花導帶都能做到精確測量。

    4）專門設計并由國外專業(yè)制造廠家生產的精密傳動機構，能使電機的運動精確傳動到印花圓網(wǎng)上。其結構緊湊，可以適用于不同機型的傳動機構中。其優(yōu)異的性能無需專門的維護，減少用戶使用過程中的困難。

    5）用步進電機驅動，同步準確而又維護簡單。后期維修費用小，造價低。

    6）模塊化、標準化分布式多計算機控制系統(tǒng)的設計，可方便組成任意色位的多軸控制系統(tǒng)（實際應用8—16套色），系統(tǒng)維護使用非常方便。

    7）智能化計算機專家自診斷設計，可以實時檢測系統(tǒng)的工作狀態(tài)、故障情況、提供操作和維修幫助。同時智能化系統(tǒng)可以將故障部位暫時“掛起”，而不影響整機的正常工作。

    8）控制系統(tǒng)以最簡單的“握手”方式與原機電機控制系統(tǒng)組合，智能化伺服系統(tǒng)使整機改造變得非常簡單。

5 系統(tǒng)的主要性能指標

    系統(tǒng)的主要性能指標見表1

    表1 系統(tǒng)主要性能指標

6 項目產品與同類產品比較

    本產品與同類產品之對比見表2。

    表2 本產品與國內外產品比較

    針對圓網(wǎng)印花機改造為獨立傳動、自動對花系統(tǒng)的還有荷蘭STORK公司，在性能技術指標上與本產品基本相同，其改造設備只針對STORK生產的刮刀式圓網(wǎng)印花機，且價格高于本產品一倍以上，國內市場占有率極低。

7 技術成熟性和可靠性

    該項目樣機安裝調試成功后，又進行了定型設計和結構優(yōu)化設計、標準化設計，使該項目的控制系統(tǒng)更加規(guī)范、可靠性更高。主要有以下幾個方面：

    1）將光電檢測裝置設計定型，專門針對 STORK公司RDⅢ和RDⅣ型圓網(wǎng)印花機，MBK2000型圓網(wǎng)印花機的檢測機構進行設計，可靠性、穩(wěn)定性極高。

    2）優(yōu)化設計的高速脈沖接口，可以滿足現(xiàn)場高溫、電火花、強腐蝕氣體等惡劣環(huán)境下可靠地長距離傳送檢測脈沖，保證信號不變形、不丟失。

    3）專門設計的高速脈沖處理電路，經進一步修改后，由專業(yè)廠家封裝成專用電路模塊，提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

    4）專為老機改造而“量體”設計的精密減速機構，結構更緊湊，其性能的可靠性和使用壽命等各項指標均能達到世界一流水平。

    5）專門改型設計并由專業(yè)生產廠家設計生產的步進電機及其控制器，更能滿足圓網(wǎng)印花機的工作特性，滿足生產現(xiàn)場24小時連續(xù)高速運轉的需要。

    6）不斷分析用戶的反饋意見，將系統(tǒng)的控制軟件不斷升級改進，其實用性不斷得到完善和加強。

8 系統(tǒng)先進性和成果應用

8.1 系統(tǒng)先進性

    1）圓網(wǎng)與導帶之間的速度差可以很方便地根據(jù)花型和織物的特點進行調整；

    2）圓網(wǎng)可以在運行前進行自動對花調整；

    3）計算機對圓網(wǎng)進行實時監(jiān)控，可以避免由于圓網(wǎng)不同步造成的跑花現(xiàn)象；

    4）計算機的多參數(shù)監(jiān)控功能，為操作工提供速度、計長、計時、故障等運行數(shù)據(jù)，使設備操作更加方便；

    5）此項技術屬國內首創(chuàng)，達到國際90年代末新型圓網(wǎng)印花機水平；

    6）2000年10月19日由陜西省機械工程學會組織專家召開了現(xiàn)場評議推廣會，與會專家對本系統(tǒng)給予了高度評價；

    7）該項目產品于2001年5月通過了陜西省經貿委組織的新產品投產鑒定，鑒定意見認為本系統(tǒng)整體技術達到國內領先水平。

8.2 成果應用

    利用該項目為以下用戶完成圓網(wǎng)印花機技術改造，提高產品質量：

    1999年5月在陜西第三印染廠第一臺改造成功，從該廠近三年的使用情況表明，系統(tǒng)運行穩(wěn)定、可靠，運行狀態(tài)良好。

    遼寧熊岳印染廠的STORK RDⅢ型圓網(wǎng)印花機于1975年引進，1990年因機臺老化擬將其報廢處理。1999年底由本公司為其成功的實施了設備改造，救活了一條生產線，為企業(yè)節(jié)約了可觀的設備投資。

    上海華綸印染有限公司的STORK RDⅣ型圓網(wǎng)印花機，是80年代初引進的，因年久失修而停滯多年。1999年初經上海一家公司為其進行設備改造，至2000年底該企業(yè)花費約100萬元的技改投資未改造成功，使企業(yè)為此蒙受了巨大的經濟損失。2001年4月本公司利用本項目只需不到二十天時間就完成了生產線的改造，同時為企業(yè)帶來很好的經濟效益。

    巴基斯坦的佛斯拉巴德是一個紡織城，也是一個高溫地區(qū)，該系統(tǒng)在安裝成功后，經受了該地區(qū)高溫環(huán)境的考驗，運行可靠，受到ARZOO公司的好評。

    浙江紹興永通印染有限公司，2001年5月第一臺改造成功后，現(xiàn)有四臺圓網(wǎng)印花機先后改造成功，2001年凈增產值1000多萬元。

    遼寧中新印染有限公司，也有四臺寬幅圓網(wǎng)印花機先后改造成功，為企業(yè)帶來了較大的經濟效益，2001年凈增產值1500多萬元。

9 市場的應用前景

9.1 產品特點

    圓網(wǎng)印花機獨立傳動、自動傳動系統(tǒng)，是針對國內外眾多印染企業(yè)的圓網(wǎng)印花機普遍存在的縱向跑花問題，采用多計算機伺服控制技術設計的。該系統(tǒng)既可用于主機生產廠家新機配套，又可用于舊機型改造，且技術指標達到國外九十年代末新型機水平。該產品的推廣應用，一方面可為印染廠家節(jié)約更新設備的費用，另一方面可提高印染產品質量以減少經濟損失。

9.2 本項目經濟和社會效益及應用前景

    改造一條舊生產線的費用48萬元人民幣，購買一條國外新生產線的費用大于500萬人民幣。目前已利用本項目完成舊生產線的改造50多條生產線，為企業(yè)節(jié)省設備投資2.3億元人民幣，節(jié)約外匯2600多萬美元。預計今后國內及東南亞國家還有300多條生產線需要改造，即有1.2億市場容量，同時為國家節(jié)省2億美元外匯。目前國內還沒有同類產品的生產廠家有樣機在生產中使用，國外有一家公司在國內有樣機，但其價格是該項目產品價格的2倍以上。本產品市場占有率大于95%，所以該項目產品的市場潛力非常廣闊。

10 小結

    我公司自1999年5月第一臺樣機改造成功以來，先后改造了7種不同型號、不同國家生產的老式圓網(wǎng)印花機，均取得滿意的效果。同時向巴基斯坦、印度尼西亞等國家出口。國內累計有超過50臺圓網(wǎng)印花機成功地用本系統(tǒng)進行了改造，所有系統(tǒng)都在正常運行，為印染企業(yè)帶來了良好的經濟效益，受到用戶的好評。并為黃石紡織機械廠、上海印染機械廠等四家國內最大的主機生產廠家指定配套，市場占有率95%以上，取得了較好的經濟效益和社會效益。

    由此可見，采用高新技術及先進的自動化控制技術改造和提升傳統(tǒng)產業(yè)的技術裝備水平，具有極大的現(xiàn)時意義和市場發(fā)展?jié)摿�，可以大大增強國內企業(yè)在國際市場的竟爭能力，以迎接入世的挑戰(zhàn)。