紡機自動化是提高生產效率的重要手段
伴隨著全球經濟的復蘇,我國的紡織機械行業也得到了迅猛發展,2011年行業產值增速接近30%,預計今年仍將保持高增長態勢。但另一方面,我國紡機企業規模普遍偏小,產品技術含量偏低。從技術水平來看,我國的紡織機械與發達國家相比在各個方面還存在較大的差距,但是與印度、印尼、越南、巴基斯坦、孟加拉國以及土耳其等紡織貿易大國相比還具有一定的優勢,尤其是我國在棉紡成套設備、滌綸成套設備和印染設備上均具有一定的競爭力。
因此,加快實施產品的梯度轉移以及對上述地區的投資力度,大力實施出口策略,尋求技術升級新的方式,是提高紡織行業國際市場競爭力的重要途徑。特別是之前的金融危機已經讓紡織行業自身存在的產品技術含量不高的問題暴露無遺。而目前中國紡織市場上國產設備的數量占到80%以上,眾多廠商開始把提高自身的機械制造配備能力作為發展的重中之重,而對紡織機械進行自動化升級改造則是各大廠商提高生產效率的重要手段。
近年來,紡織機械自動控制技術應用水平有了較快的進步,幾乎用到了所有種類的自動化產品,主要包括以 PLC、PCC、IPC、FCS、DCS、專用控制器為主的控制技術、以直流調速系統、交流變頻調速系統、開關磁阻電機、多單元同步系統等為特點的傳動控制技術、以伺服、步進、運動控制器為主的運動控制技術、以Profibus、Can為主的現場總線技術和以文本顯示器、圖文終端、觸摸屏為主的人機界面以及功能多樣的傳感器技術等。
特別是,PLC、單軸獨立驅動、多單元同步控制、基于網絡技術的數據通訊和在線檢測等技術,在紡織機械上得到了廣泛的應用,使紡織機械的應用機構更加簡化,性能進一步改善,生產質量進一步提高,操作更加方便,并大大提升了設備的檔次和水平。
比如,在機電一體化比較強的棉紡機械中,新型的粗紗機、分條整經機、漿紗機均采用了自動化技術,主要表現在,由計算機控制多臺變頻器、交流伺服驅動器,再分別控制多臺電動機的同步傳動系統;利用傳感技術檢測紗線張力,通過計算機實現張力控制;采用計算機軟件來完成粗紗的卷繞成形功能和實現經軸、織軸的理想卷繞。
伺服產品應用現狀
伺服技術在紡織機械中的應用相對廣泛,是紡織工業現代化發展的一個強有力的工具,為紡織業的高速發展提供了可靠的技術保證。我國紡織業向國際化邁進的進程正在加快,紡織機械的機電一體化水平不斷提高,但當前應用伺服的比例仍然很低,紡織行業技術進步主要是依靠變頻化、PLC化,只有部分紡織機械采用了高檔伺服技術用于提高精度和效率,因此紡織機械是未來交流伺服大批量應用的重要行業之一。另外,紡織機械行業的伺服市場的增長將主要來自配比的增長,行業產品產量增長對伺服需求的貢獻將持續增加。
目前,成本是運動控制產品在本行業大量使用的最主要障礙。對用戶而言,使用帶伺服的紡織機械的一次性投入要高很多,大多數紡織企業寧愿多購買幾臺低端的紡織機械以增加產能,只有對產品質量要求較高的企業會選用帶伺服的高端產品。另一方面,相對而言,本行業對伺服產品的技術要求較低,對精度和響應速度的要低于機床和電子制造業。因此,價格成為首要參考標準。在應用伺服系統代價較高的場合,廠商多選擇用變頻器代替,即使選用,也很少選用定制型產品,更多的是市場上的性價比高的通用產品。盡管目前本行業的運動控制產品的使用比例較低,但是運動控制產品在紡機上大量應用是發展趨勢。
另外,雖然伺服技術在國產紡機上的廣泛應用,推動了國產紡織機械的機電一體化發展,也縮小了與國外的差距,但紡織專業自動化裝置國內發展緩慢,尤其是在紡織專用的傳感器和執行機構方面需加快開發。此外,紡織機械中的機與電必須同步發展,國產紡機已大量應用了計算機技術,但必須有精密的機械結合,才能發揮更大的效果,否則將影響機電一體化技術的發展。例如紡織機械,國外大量生產電腦控制的主機產品,而國產電腦園機、電腦橫機等水平上不去,其主要原因是精密機械加工技術跟不上,限制了伺服技術的發展。
近幾年國產伺服控制器逐漸取代臺灣和其他進口品牌變成市場主流,憑借低成本的電機、簡單的低線數編碼器,以及集成控制和驅動,在解決了批量穩定性之后,國內品牌獲得了一定的成功,大陸市場將成為未來幾年里,低檔伺服最大的市場。而紡機行業應用伺服的程度還很低,,很多需要精密測控定位的工序都是伺服產品的潛在應用空間,再加上與國外品牌比較的成本優勢,國產伺服品牌一定能夠在未來的發展中在紡機行業搶占一席之地。
目前紡織機械行業應用的伺服目前依然以日系品牌為主,如松下、三菱、山洋、歐美系品牌主要有倫茨、丹納赫、西門子等,臺灣品牌有臺達和東元,大陸品牌主要有和利時電機和珠海運控等。2010年紡織機械行業伺服系統的市場規模為3.2億元。
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