纺织智能制造的关键技术

1前言

在“中国制造2025”中，智能制造是非常重要的一部分，纺织业要想转变发展模式，升级行业技术，形成全新的经济发展模式，智能制造是其重要的转变方法。并且最近我国将智能制造作为重要工程推动和指导。但是整体上，国内外对智能制造的实践还处于探索中，可供参考的理论和方案有限。纺织智能制造装备是纺织行业实现智能制造的前提条件。文章对国内纺织智能制造的发展展开阐述，探讨纺织智能制造中的主要技术和以后发展市场，可以为纺织智能制造装备的研发和使用带去参考。

2智能制造涉及的关键技术

结合工业技术发展历史和智能制造中的核心技术进行分析，可以发现在引领新一轮工业革命中，最重要的部分便是智能制造。经济的繁荣，技术的升级下，网络制造、云制造和数字制造都属于智能制造的具体表现方式，是智能化技术、信息化和数字化有机结合在一起的新型研发产品。从整体上而言，以智能为基础的产品、装备、产线、研发、管理与决策、服务、物流和供应链、车间与工厂构成了智能制造的主要技术。智能制造装备是推动智能制造产业发展的基础设备，是人类和智能机器共同研发的人机一体化智能系统，这种装备在生产制造流程中具备分析、推理、决策和构思等的功能，在工作人员的控制下，可以承担部分脑力劳动，提高生产制造的科学性。智能制造中的关键技术分为五种，分别是自动化智能技术；信息与互联网技术；大数据与建模技术；信息传感与检测；工艺装备集成和自动连接技术。

3纺织智能制造装备关键技术

实现智能制造的过程中，必须要具备智能化的装备，这是智能制造目标实现的基础。对于纺织智能制造装备而言，其中需要具备的关键技术主要是防止装备大数据和建模、工装备自动连接、纺织智能装置与机器人、网络化和信息化、智能控制等。

3.1纺织装备的智能控制

3.1.1纺织装备智能控制的特点与主要类型从整体上而言，防止装备智能控制的特点和类型包括六方面：（1）均匀性控制，即通过定量控制的方法，保证纤维束的均匀；（2）张力控制，即通过在线检测的方式，保证纤维和纱线的张力性；（3）工艺动作和循环过程的控制，比如保证自动纺织机五种基本运动的科学性；（4）速度与位置的控制，保证纱线能够以合理的速度卷绕成相应的形状；（5）各个动机协调运动的控制，保证每个动机能够相互配合；（6）过程量的控制，即对浆纱工艺装置的流量和温度等进行控制，为纺织活动提供合理的压力、温度和流量环境。3.1.2纺织装备的智能控制器对于纺织智能控制而言，主要包括两种控制系统，分别是基于某一纺织工艺研发的专用智能控制器和大部分情况下的通用智能控制系统。这两种技术控制系统的概念和特点分别如下所示：第一种是基于某一纺织工艺研发的专用智能控制器，也就是结合工艺设备的结构，引入先进控制器与芯片技术设计的控制系统硬件软件。最近几年中，很多企业在这种软件研发上采取了一系列行动，当下比较成功和典型可以参考复杂可编程逻辑器件(CPLD)、控制器局域网络(CAN)总线的高档织机控制系统。这些系统可以对仿制过程进行相对较精确的控制，有着理想的实时性，并且控制效率高，软件易于维护，软件的知识产权也能够得到法律保护，而不形成侵权问题，不足的是这种控制器需要结合具体的工艺设备进行专门研发，系统在很多情况下不通用，无法互换。第二种是大部分情况下的通用智能控制系统，这种系统结合PLC、工控机这类控制工具研发而来，比上述控制器，这种控制器有着较高的通用性，并且编程灵活，开发时间短。不足的是其硬件成本远高于上述的专用控制系统，并且其软件维护成本也非常高，即不具备较高的可保护性。这需要纺织企业结合纺织活动的复杂情况、成本和整体批量等情况，选择具体的控制器。

3.2纺织生产的网络化与信息化

纺织生产工艺一般存在装备类型多样化、工序多和工艺线路长等的特点，要想推动纺织生产达到网络化和信息化的标准，形成智能化纺织生产，就需要实现每项设备在网络平台中，实现各方面数据信息的衔接，以联网的方式对设备运行进行监控。基于此，需要确定纺织设备通信结构的具体协议、标准，研发科学的接口模块，这是一项应该被高度重视起来的工作。当下我国纺织机械协会推动下，形成了“棉纺设备网络管理通信接口和规范”，其它防止装备的通信结构规则也处于完善中，要想促使这些规范制度能够被每个纺织企业所遵循，还需要给出可行的监控机制，督促这些规则制度的落实。

3.3纺织生产智能装置与机器人

纺织制造中，有很多工作需要员工的参与，包括并条机换筒、送筒，细纱机自动落纱上纱，自动织造车间落布等，要想将这些过程处理成自动化过程，需要通过两种方案进行处理，将活动设计成自动化。按照工艺标准和结构内容设计出针对性的自动装置。这种装置能够灵活控制，动作效率高，可以替代反复性和高精度人工劳动，不足是需要结合具体情况，设计出不同的装置结构。

3.4纺织生产各工序装备的自动连接

根据上文分析，纺织加工中，所有工序之间的机械化的无缝衔接，是建设纺织加工智能工厂的重要内容，当下工序之间自动衔接的方法有两种：（1）结合车间的结构和每道工序设备研发专门的输送装置系统，实现上下道工序设备的自动输送；（2）建设自动引导小车作为输送系统。第一种方法的可靠性高，传送效率低，但是不具备理想的互换性，第二种方法互换性高，但是自动引导小车和工序设备之间，还需要企业提供转接装置。

4结语

纺织智能制造装备的生产质量、效率与可靠性是其是否具有竞争力的根本，加强产学研合作，在理论研究基础上，潜心开展纺织智能制造装备的试验和实证研究，积累充足的大数据(工艺装备数据)，是保障装备可靠性、提升加工质量的有效手段，甚至可能形成企业独特的技术诀窍和产品的核心竞争力。

参考文献

[1]周济.智能制造是中国制造2025的主攻方向[J].中国机械工程,2015,26(17):2273-2284.

作者：卢彬锋 单位：龙岩易为电子技术有限公司