張得旺 姜 佳 韋 星

(陜西長嶺紡織機電科技有限公司，陜西寶雞，721013)

近年來，隨著棉紡企業(yè)對自身產(chǎn)品質(zhì)量把控要求越來越高,以及紡織廠人力資源成本的不斷攀升，越來越多的紡織廠在其前紡車間加裝了各式各樣的棉花異纖清除機，代替人工進行異纖清除[1]。棉花異纖清除機通常使用的是以線陣相機為基礎(chǔ)的圖像采集系統(tǒng)，僅檢測棉花正反兩個表面，對于一些裹夾在棉花中的異纖不能進行檢測?，F(xiàn)如今“包漂白”、“包染色”越來越多被織布廠家所提出，這就對前紡車間的異纖控制提出了全新的要求。

1 影響異纖機清除效率的主要原因

異纖機屬于在線檢測棉花異纖的自動化設(shè)備，圖像質(zhì)量、圖像處理識別算法直接影響異纖機的異纖識別效率；由于異纖機均采用異步執(zhí)行，即檢測異纖與剔除異纖不在同一空間位置，從檢測位置到剔除位置，棉花需要飛行一段距離，因此棉流的平穩(wěn)性、棉速的穩(wěn)定性對剔除的準(zhǔn)確性有直接影響。所以，異纖機的清除效率=識別效率×剔除準(zhǔn)確率[2]。

1.1 圖像質(zhì)量

圖像質(zhì)量受限于硬件平臺的限制，主要集中在線陣相機的橫向分辨率[3](橫向像素點)和縱向分辨率(相機行頻)、光照系統(tǒng)的色彩還原性[4]、鏡頭畸變校正[5]、圖像處理卡的數(shù)據(jù)量等方面。圖像質(zhì)量是異纖機圖像識別算法開發(fā)的前提，優(yōu)質(zhì)的圖像可降低算法設(shè)計的難度和復(fù)雜度；而優(yōu)質(zhì)的圖像除受相機、鏡頭性能的影響外，生產(chǎn)線的棉花開松情況也對其有很大影響。

1.2 圖像處理識別算法

異纖機廠家均根據(jù)原始采集到的圖像進行了處理，建立了自己的圖像識別算法[6]，算法參數(shù)均設(shè)置了閾值(參數(shù)靈敏度)和和值(滿足條件的點數(shù))。圖像處理算法主要基于顏色和形狀方面的識別。圖像處理識別算法的好壞直接影響到了異纖機的清除效率。但是，圖像質(zhì)量的好壞直接影響異纖識別靈敏度參數(shù)的設(shè)置精度。

1.3 棉流、棉速的穩(wěn)定性

廠家需盡可能保證生產(chǎn)線的棉流處于相對穩(wěn)定的狀態(tài)，盡可能減少橫飄及棉速波動。穩(wěn)定的棉流有利于提高識別后的剔除準(zhǔn)確性。各個異纖機廠家均有類似的棉速監(jiān)測功能，但僅能適應(yīng)大的波動周期，對于短時的波動還需要依賴于生產(chǎn)線的調(diào)節(jié)。

1.4 剔除的準(zhǔn)確性

異纖機主要使用高速電磁閥噴氣實現(xiàn)異纖剔除。異纖機在發(fā)現(xiàn)異纖以后，等待異纖飛經(jīng)氣閥剔除位置時，打開相應(yīng)的高速氣閥將異纖噴出。因此，識別異纖后的空間位置定位以及異纖到達剔除區(qū)的時間非常重要，直接影響剔除的準(zhǔn)確性，而剔除的準(zhǔn)確性影響著最終異纖機的清除效率。

綜合上述建立異纖機清除效率數(shù)學(xué)模型，并結(jié)合紡織廠實際生產(chǎn)線的情況分析：生產(chǎn)線的開松不可能保證所有異纖均暴露在棉流表面，因此異纖識別效率不可能達到100%；另外，隨著產(chǎn)量、氣候的變化，棉流速度一定會有波動，所以異纖機的剔除準(zhǔn)確率也不可能為100%；最終導(dǎo)致異纖機清除效率達不到100%。在生產(chǎn)線開松較好、棉速波動范圍不超過±1 m的前提下，經(jīng)過實際生產(chǎn)收集的長期數(shù)據(jù)分析表明：異纖機算法識別效率≥90%，剔除的準(zhǔn)確率約為85%，異纖機的綜合清除效率可保持在76%左右。

2 異纖清除技術(shù)

不同型號的異纖機其檢測原理類似，本文以我們公司的棉花異纖清除機為例進行說明。

2.1 兩種棉花異纖清除機簡介

CS808型棉花異纖清除機是在紡織生產(chǎn)過程中自動清除原棉中混有的異纖、異物的設(shè)備。該設(shè)備的棉流方向為“下進上出”，相機5臺～6臺，擁有多種檢測技術(shù)，可串聯(lián)安裝在清棉生產(chǎn)線或清梳聯(lián)生產(chǎn)線中，有效檢測地膜、色布條、色棉線、麻繩、棕絲、毛發(fā)等異纖。

CS809型棉花異纖清除機是一種自帶均勻給棉裝置(帶開松效果)的棉花異纖清除機，可廣泛應(yīng)用于軋花廠及棉紡廠。該設(shè)備的棉流方向為“上進下出”，相機3臺～4臺，可串聯(lián)安裝在清棉生產(chǎn)線或清梳聯(lián)生產(chǎn)線中,也可與CS808型棉花異纖清除機串聯(lián)使用。同樣擁有多種檢測技術(shù)，清除異纖種類與CS808型棉花異纖清除機相同。

2.2 單機安裝方案

清梳聯(lián)生產(chǎn)線：設(shè)備安裝在廠家生產(chǎn)線精細(xì)開棉機后，CS808型/CS809型棉花異纖清除機正對精細(xì)開棉機出棉口，CS808型/CS809型棉花入口中心線與精細(xì)開棉機出棉口中心線重合，用管道連接兩臺機器。CS808型棉花異纖清除機棉流為“下進上出”，與廠家精細(xì)開棉機連接為長方形扁平管道。CS809型棉花異纖清除機棉流為“上進下出”，與廠家精細(xì)開棉機連接為圓管道。

清棉生產(chǎn)線：設(shè)備安裝在廠家生產(chǎn)線最后一個開棉機后，開棉機的出口經(jīng)長方形扁平管道聯(lián)入CS808型的開松機構(gòu)棉箱口，自下向上經(jīng)過CS808型棉花異纖清除機檢測通道，通過后級方變圓管道送入成卷機上的凝棉器內(nèi)。在安裝空間能夠滿足要求的情況下，清梳聯(lián)生產(chǎn)線由于開松狀況好，建議安裝CS808型棉花異纖清除機；如果老式清棉生產(chǎn)線開松不好或中軸線安裝空間不夠，需要補充開松或在其他位置安裝時，建議安裝CS809型棉花異纖清除機；安裝位置對檢測效果影響很大，其它安裝方式可能降低清除效果。

2.3 “一線兩機”安裝方案

對于異纖要求高且安裝場地滿足要求的廠家，可采用“一線兩機”的方案，即將兩臺不同型號的異纖機串聯(lián)使用，進一步提高異纖清除效果。紡織廠前級開棉機開松好的棉花第一次經(jīng)過一臺CS808型棉花異纖清除機(棉流下進上出)后，已經(jīng)清除了棉花中的大部分異纖，但仍有一些裹夾或未被發(fā)現(xiàn)的異纖漏過，在后級再串聯(lián)一臺CS809型棉花異纖清除機(棉流上進下出)，通過CS809型棉花異纖清除機的棉箱充分混和后，重新開松，可進一步提高對異纖的清除效果，做到查漏補缺。如果采用“一線兩機”串聯(lián)安裝，總的異纖清除效率=首臺異纖機清除效率+(1-首臺異纖機清除效率)×后級串聯(lián)的異纖機清除效率=76%+(1-76%)×76%≈94%，比單機安裝方案的清除效率有明顯提高。

圖1為我公司“一線兩機”串聯(lián)示意圖。串聯(lián)的兩臺異纖機中間必須有一臺“接力”輸棉風(fēng)機，風(fēng)機最好可變頻，調(diào)整抽力大小，保證棉流穩(wěn)定。棉流的穩(wěn)定直接影響到異纖機的最終清除效果。

圖1 “一線兩機”串聯(lián)示意圖

2.4 “一線兩機”串聯(lián)管道泄風(fēng)調(diào)節(jié)

“一線兩機”串聯(lián)安裝完畢后，需根據(jù)現(xiàn)場情況調(diào)節(jié)泄風(fēng)，以保證棉流在管道中的通暢，盡可能減少橫飄。后級CS809型棉花異纖清除機開棉機棉箱前裝有一節(jié)梯形管道，可通過調(diào)整梯形管道與濾塵連接管道處的插板調(diào)節(jié)泄風(fēng)。開棉機棉箱上端圓形泄風(fēng)管道與濾塵管道處也有一調(diào)節(jié)插板，可以調(diào)節(jié)開棉機棉箱的泄風(fēng)大小。調(diào)節(jié)原則：可將棉速測量值作為參考值，調(diào)整泄風(fēng)插板的大小。CS808型棉花異纖清除機棉流正常穩(wěn)定在6 m/s～8 m/s，如果棉速過低，需將CS809型前級梯形管道及開棉機棉箱處的兩個調(diào)節(jié)插板調(diào)大，增強補風(fēng)。調(diào)節(jié)時需觀察梯形管道網(wǎng)眼通道及開棉機棉箱的金屬網(wǎng)眼板有無黏花情況，要基本保證在不黏花的情況達到順暢過棉。調(diào)節(jié)的同時需兼顧CS809型棉花異纖清除機開棉機棉箱里的堆棉情況，要求棉箱堆棉至少到棉箱有機玻璃觀察窗的三分之一，最高不能超過棉箱的有機玻璃觀察窗的三分之二，棉箱堆棉可通過調(diào)節(jié)開棉機羅拉電機頻率實現(xiàn)。

3 結(jié)語

使用異纖清除機代替人工清除異纖是技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。“一線兩機”串聯(lián)安裝是目前解決紡織廠異纖困擾的一種比較有效的手段，可大大降低棉花中的異纖含量，提高后道工序的紗線質(zhì)量，與絡(luò)筒工序帶有異纖清除功能的電子清紗器同時使用時，基本可以滿足用戶“包漂白”、“包布疵”的要求?！耙痪€兩機”串聯(lián)安裝的方式被越來越多的紡織廠用戶所接受和認(rèn)可，是未來推廣的一個主要方向。