2．2 络筒工序在线检测技术的应用
自动络筒机的发展是现代纺织技术进步的标志性成就之一，现代计算机应用技术的发展使得自动络筒机在线检测功能日趋完善。Savio公司生产的Orion型络筒机与Uster公司生产的UQC 电子清纱系统的结合代表着自动络筒的世界先进水平。它除了在生产上高速、优质、节能等方面的特点外，在线检测功能的智能化、一体化体现得尤为突出。Orion型络筒机在线检测系统分为两部分：电子清纱系统和生产监控系统。
2．2.1 络筒机的电子清纱系统
UQC 电子清纱系统其基本作用和传统电清相同，即通过检测头对纱线进行在线检测，获得并处理与纱线质量有关的数据，清除符合设定条件的疵点，保证纱线质量。但在使用性能上有很大的改进，主要表现在纱疵类型及相应设定、纱线质量监测和报警及对电清硬件的特殊监测功能。
（1） UQC电子清纱器的纱疵类型和清纱设定
UQC电子清纱器的纱疵类型除了常规电子清纱器所具有的短粗节（S）、长粗节（L）和细节（T）三个清纱通道外，新增了极短粗节（N）、启动错支（C）、生产错支 （CC）、深色异纤（FD）、浅色异纤（FL）、链状异纤（MF）、链式纱疵（PC）、包芯纱纱疵（CY）、花式纱线纱疵（K）、和多头纱线（DY）、双纱纱疵（U）和捻结纱疵（J）等十二条清纱通道，共15条清纱通道。其中NS通道、L通道、T通道、FD和FL通道均有H1-H6六个辅助点用于清纱设定的微调，可根据需要精确调节清纱曲线。各种清纱参数的设定都能通过控制箱用键盘输入，清纱曲线能够在液晶显示屏上准确显示出来，并且可以根据纱疵分级图中管纱纱疵的分布情况对清纱曲线作相应调整。
（2） UQC电子清纱器的纱线质量监测和质量报警
UQC电子清纱器检测头通过电容式检测原理检测纱线截面变化，通过光电式检测原理检测纱线色泽变化，经过计算机数据处理，将每一锭、每一工作组、整台车的管纱质量信息和经过络筒后的质量信息在显示屏上显示出来，并可根据需要打印输出。
（a）用直方图显示各工作单元（每一锭、每一工作组、整台车）的各级各类纱疵、质量报警次数、切割次数、络纱长度和平均条干CV%值。
（b） 用表格形式显示各工作单元的各级各类纱疵总数和每十万米个数，质量报警和切割的总次数和每十万米次数。
（c） 用表格形式显示各工作单元的管纱平均条干CV%值和各级常发性纱疵数量。
（d） 用图表形式象纱疵分级仪一样统计出各工作单元的管纱纱疵数和切除掉的纱疵数总数和每十万米个数及在清纱曲线上下方的分布情况。
（e） 用散点图在纱疵分级图表中，按照各级各类纱疵分别显示各工作单元的管纱纱疵数总数和每十万米个数及在清纱曲线上下方的分布情况。
UQC的这些在线检测的数据统计、数据处理及在线显示功能能为纺织厂随时提供质量数据信息，及时了解反馈纱疵信息，有利于纺织厂有针对性地对一些参数作调整，使清纱设定更合理。
同时利用这些在线检测的数据统计的质量数据，可以设定各种类型纱疵的质量报警极限，当规定纱线长度内的纱疵数量达到设定极限时，便引起机器报警并切断纱线，同时络筒锭位停止工作，记录下报警内容。质量报警的内容包括：极短粗节（N）、短粗节（S）、长粗节（L）、长细节（T）、异型纤维（F）、启动错支（C）、生产错支 （CC）、链状异纤（MF）及链式纱疵（PC）等，这几项报警的参数包括参考长度和设定疵点数量。
UQC的质量报警还包括以下内容：
（a）纱线质量不匀率条干CV %值的报警设定：依据某一锭或某一工作组的纱线条干CV %值的平均值，按照后道质量要求，分别设定条干CV%值的报警上限和报警下限，当生产过程中纱线条干CV%值超过设定上限或低于设定下限时，产生一次报警；依据络筒机上某一工作组的纱线条干CV %值，设定该组中单锭的条干报警上下限的相对值，当这一组中任何一锭的条干CV%值相对于该组条干平均值超过设定上限或低于设定下限时，这一锭便产生质量报警。这样就可以既保证络筒机上每个单锭条干值在绝对值上保持在一定范围内，又可以保证每一工作组中各单锭之间条干数值保持相对稳定。
（b）特定纱疵的报警设定：按照纱疵分级图中23级纱疵的定义，选取其中1至5个级别的纱疵，设定其在一定长度范围中允许出现的次数，例如设定B3级、D2级纱疵在十万米中最多分别允许达到8个和3个，当管纱中选定纱疵超过设定次数时便产生质量报警。
（c）常发性纱疵的报警设定：按照选定的常发性纱疵界定等级，设定其在一定长度范围中棉结、粗节、细节允许出现的次数。通常棉结、粗节、细节选定的范围分别为+200%、+50%、-50%。当管纱中常发性纱疵任意一种超过设定次数时便产生报警。
当UQC清纱器发生质量报警后，可以选择三种清纱动作类型：即不动作（NONE））、清纱器清除（CUT）和锁定锭位并报警（BLOCK）。由于在线检测的质量数据和离线检测的质量数据总是存在着一定的系统差异，因此在上述各种质量报警作数值设定时，需要以在线检测的质量数据为基准，在读取在线检测数据并经过统计分析后，逐步由粗到细合理设定。不同的产品、同一产品在不同时期不同的生产条件下，质量指标是不相同的，所以质量报警的合理设定是一项长期细致的工作。当上述质量报警极限值设定为零时，即表示该项检测功能不起作用。
（3） UQC电子清纱器对检测器的特殊监测
络筒机的高效生产要求清纱器能与络筒机进行很好的配合，UQC特殊监测功能就是为了保证其配合的密切性而设置的。其特殊监测功能如下:
（a）零点监测（ZPM）：在络筒机捻接期间保证测量头零点重新调整。
（b） 切刀检测（CMT）：保证清纱器剪切时切疵成功。如果在切刀切割后检测槽中仍有纱线运行，将发出报警。
（c）纱线跳动检测（JPM）：由于某种原因造成络纱张力突然波动，造成纱线短时间内离开检测槽时，产生一次切割动作。
（d） 纱线跳动报警（JPA）：如果纱线短时间内跳离检测槽，在切刀切割后络筒锭位停止工作，发出报警。
（e） 槽筒信号监测（DSM）：如果启动络筒锭位后检测头未接收到槽筒信号，就发出技术报警，提醒检查槽筒传感器。
（f）槽筒缠绕监测（DWM）：避免纱线缠绕槽筒而产生一次切割。
（g） 槽筒缠绕报警（DWA）：纱线缠绕槽筒后切断纱线，同时发出报警，阻止槽筒继续工作。
UQC电子清纱器的上述特殊监测功能使得清纱器与络筒机之间的配合更加密切，功能发挥的更加充分，有利于络筒机的高产高效，确保产品质量的可靠和络筒机运转的正常。
2．2.2 络筒机的生产监控系统。
Orion自动络筒机的生产监控系统是一套完整的计算机信息管理系统，它具有三方面的功能：设定络筒机的工作参数、输出产品的生产数据、查看工艺报警的原因。它既可以对纱线质量、筒纱质量进行监控，对偏离质量标准的有关数据进行报警，又能对络筒机单锭的工作参数、捻结器和张力控制器等的工作参数进行设定和控制，还能够对落纱小车、吹吸风装置等实施监控，所有在线检测的数据可以用文字或图表显示，必要时可打印输出。
（1）络筒机质量控制的参数和设定
Orion自动络筒机质量控制参数主要包括：管纱最大切疵数、筒纱最大捻结数和络纱速度变化曲线的设定。管纱最大切疵数表示在管纱卷绕期间允许出现的切疵次数，当某一管纱达到该设定数值时，单锭在报警状态下停止工作，重新启动时将这一管纱换下。筒纱最大捻结数表示一只筒纱中允许出现的最大捻结次数，因为无论何种形式的捻结接头，在后道总会以另外一种形式的疵点出现，所以当筒纱中捻结数量达到该设定值时，单锭在报警状态下停止工作，由挡车工手动落下筒子，设定络纱长度后重新生头生产。合理设定和利用这两项参数，能够剔除个别疵点较多的管纱，控制筒纱中的接头个数，从而控制筒纱质量。络纱速度除了和生产效率相关外，直接影响到断头率和筒纱毛羽增长率。一只管纱的络纱速度变化曲线包括平均速度、加速度、最大速度变化率、卷绕减速开始位置、上端管纱下端管纱控制范围等。其中卷绕减速开始位置、上端管纱下端管纱控制范围都是指相对于整只管纱纱线重量或长度的百分比，当生产品种改变时，输入正确的产品号数和管纱重量，控制系统能按照设定的百分比自动计算出变速曲线，降低断头率和保持筒纱毛羽的一致性。
（2）络筒机生产控制的参数和设定
Orion自动络筒机生产控制参数主要包括：捻结循环的功能状态、络纱张力控制器的功能、防叠功能的工作性能以及辅助设施的配置等。捻结循环的功能状态是指一次捻结过程中速度变化、大小吸嘴引纱次数的设定和捻结器工作参数的配置。张力控制由闭环式控制系统调节盘片式张力器完成，张力传感器瞬时检测纱线退绕过程中动态张力的变化值并将传感器中弹性元件位移变化转化成电信号，由计算机处理后将需要调整的信号传给张力器，控制张力器的电磁加压量对络纱张力进行补偿。张力控制参数包括张力盘压力、张力上下限百分比、启动和捻结循环时的张力增值，当在线检测的络纱张力超过设定上限或低于下限时，闭环式控制系统自动增加或减小张力盘压力从而使得络纱张力趋于稳定。络纱单锭在启动和捻结循环后达到正常生产速度之前，由于此时的速度较低，络纱张力会有所降低，设置此时的张力增加值能够减小筒子的张力差异，防止后道加工中的筒子脱圈现象。
防叠功能由电脑控制槽筒和筒纱之间的传动比实现，主要控制参数有：筒纱直径参数（表示纱线卷绕长度和筒子直径之间关系的代表性指数）、增速百分比、增速减速总时间及时间分配等，所有参数都可在控制面板输入，当生产品种改变时，筒纱直径参数由公式： C=23000＊10/公制支数计算，在相应的菜单输入。合理的参数设定能够确保筒纱成型良好。
Savio Orion自动络筒机的监控系统是在线检测技术在现代纺纱工程中应用的较好范例，集中表现在监控内容的扩展和监控质量的深入。在控制内容中将防叠、张力、捻结、电清、回丝处理等集中由计算机处理，实现单锭控制。在监控深度上体现了以产品质量为中心的理念，从管纱正常卷绕深入到断头和换管后启动，从络纱张力的集中设定深入到生产过程中的张力自动调节，从电清清纱曲线的合理设定深入到特定纱疵的限制，实现了络筒机的高速高效和筒纱质量的提高。
3. 结语
（1）在线检测技术在现代纺纱工程中起着越来越重要的作用，电子技术和计算机应用技术的快速发展推动了纺纱工程中在线检测技术应用的深度和广度，深入研究和大力推广在线检测技术，对于改进和完善纺纱生产传统质量控制方法的不足，稳定和提高棉纺产品质量，增强我国纺织产品的国际竞争力，意义深远。
（2）在进口关键设备中，在线检测系统和自动控制系统在设备投资中所占比重越来越大，消化吸收其技术，充分发挥其作用，才能使有限的投资发挥出最大的效益。同时必须加大在线检测技术开发研制的投入力度，发展适合中国国情的控制软件和传感器技术，加快国产纺机产品中在线检测技术的应用。
（3） 纺织企业要加强设备维修队伍的技术培训工作，特别是机电一体化和计算机技术的应用，适应新型纺织设备的维护需要，保证新型设备软件和硬件功能的正常发挥。
纺织企业要重视各种在线检测系统的数据应用和数据维护分析，在质量控制过程中把离线检测和在线检测的质量数据相结合，充分发挥各自特点，通过在线检测和离线检测质量控制方法的综合运用，实现对产品质量的有效控制。
