葉 霖

（鹽城市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所，江蘇 鹽城 224056）

0 引言

好的產(chǎn)品品質(zhì)取決于先進(jìn)的檢測(cè)手段和嚴(yán)格的質(zhì)量管控體系。近年來(lái)，我國(guó)紡織品出口貿(mào)易得到較好發(fā)展，但在紡織品檢測(cè)和生產(chǎn)過(guò)程中仍存在一些問(wèn)題，如：紡織品檢測(cè)機(jī)構(gòu)的權(quán)威性不足；紡織品檢測(cè)儀器設(shè)備的開(kāi)發(fā)能力不強(qiáng)，測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性與歐美等國(guó)家有差距，且精準(zhǔn)度無(wú)法滿足當(dāng)前紡紗市場(chǎng)快速發(fā)展的需求；與國(guó)外技術(shù)溝通較少，檢測(cè)設(shè)備與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)有差異；檢測(cè)信息化程度較低，無(wú)法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享；檢測(cè)機(jī)構(gòu)運(yùn)營(yíng)模式和服務(wù)功能相對(duì)簡(jiǎn)單，標(biāo)準(zhǔn)化工作還有待提高。

隨著人們生活質(zhì)量的提升和對(duì)健康保護(hù)等方面的要求越來(lái)越高，紡織檢測(cè)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)要求隨之更高，促使紡織檢測(cè)技術(shù)機(jī)構(gòu)及相關(guān)技術(shù)人員不斷對(duì)檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新和完善，以適應(yīng)發(fā)展趨勢(shì)和要求，從而提高經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步。

1 檢測(cè)技術(shù)分類

由于客戶對(duì)紗線質(zhì)量要求越來(lái)越高，要贏得客戶尤其是高端客戶的長(zhǎng)期定單，紡織企業(yè)就必須有一套能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)部質(zhì)量穩(wěn)定，確保生產(chǎn)正常的措施、規(guī)范及生產(chǎn)檢測(cè)技術(shù)，確保紗線質(zhì)量，從而保證生產(chǎn)和質(zhì)量控制的穩(wěn)定［1］，以增強(qiáng)紡織企業(yè)適應(yīng)市場(chǎng)的能力。

目前，常見(jiàn)檢測(cè)技術(shù)分類及優(yōu)缺點(diǎn)見(jiàn)表1。

表1 檢測(cè)技術(shù)的分類及優(yōu)缺點(diǎn)

表1的檢測(cè)技術(shù)分類是人為劃分的，實(shí)際檢測(cè)中與質(zhì)量控制緊密相關(guān)的是在線檢測(cè)與離線檢測(cè)技術(shù)，且在線檢測(cè)技術(shù)又是全數(shù)、無(wú)損、全流程儀器類的檢測(cè)，因此不能僅從某方面進(jìn)行分類和評(píng)判。下文筆者主要對(duì)比使用頻次高、有積累的在線檢測(cè)與離線檢測(cè)技術(shù)，評(píng)述其功能。

2 檢測(cè)技術(shù)在質(zhì)量控制中的作用

2．1 在線檢測(cè)和離線檢測(cè)的定義

在線檢測(cè)是指在生產(chǎn)流水線或生產(chǎn)機(jī)臺(tái)上安裝特定傳感器，對(duì)在線生產(chǎn)的產(chǎn)品或工藝進(jìn)行自動(dòng)、動(dòng)態(tài)檢測(cè)；同時(shí)，應(yīng)用檢測(cè)信息可幫助技術(shù)人員對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量或工藝進(jìn)行自動(dòng)控制、調(diào)整、監(jiān)控或報(bào)警，需要時(shí)也可對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、繪制統(tǒng)計(jì)圖表，并進(jìn)行信息存儲(chǔ)等［2］。反之，取樣到儀器上進(jìn)行檢測(cè)即為離線檢測(cè)。

棉紡生產(chǎn)的在線檢測(cè)與傳統(tǒng)離線抽樣檢測(cè)相比，可實(shí)現(xiàn)全檢和質(zhì)量自動(dòng)控制，同時(shí)可避免人工檢測(cè)存在的問(wèn)題。

2．2 在線檢測(cè)與離線檢測(cè)性能對(duì)比

2．2．1 在線與離線檢測(cè)的特點(diǎn)

在線檢測(cè)的最大優(yōu)點(diǎn)在于能對(duì)所有的產(chǎn)品進(jìn)行全面檢測(cè)，并能結(jié)合設(shè)備及時(shí)進(jìn)行控制與調(diào)整［3］；而棉紡產(chǎn)品質(zhì)量的離線檢測(cè)，目前還有較多的檢測(cè)項(xiàng)目需要人工手感目測(cè)，抽樣數(shù)量偏少、代表性不足，測(cè)試數(shù)據(jù)誤差較大、一致性較差，且測(cè)試速度低、時(shí)間長(zhǎng)、效率低，無(wú)法準(zhǔn)確、及時(shí)、有效地進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量控制。

2．2．2 應(yīng)用范圍

目前，在線檢測(cè)在棉紡領(lǐng)域應(yīng)用范圍較小，主要用于組合單元較少、輸出速度不高的機(jī)臺(tái)，如：清棉工序的異纖分離裝置，棉包高度的自動(dòng)檢測(cè)功能，棉箱存儲(chǔ)量的自動(dòng)檢測(cè)和控制；梳棉工序的自調(diào)勻整系統(tǒng)和在線檢測(cè)棉結(jié)、雜質(zhì)功能；并條工序的自調(diào)勻整系統(tǒng)；粗紗工序的紡紗張力在線監(jiān)控系統(tǒng)；細(xì)紗工序的斷頭自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)和絡(luò)筒工序的電子清紗功能等。對(duì)于組合單元較多的機(jī)臺(tái)，由于每個(gè)單元配置設(shè)備費(fèi)用高、技術(shù)管理復(fù)雜等原因，逐錠在線檢測(cè)產(chǎn)品質(zhì)量較困難、且成本高，因此，推行在線檢測(cè)的速度較慢，但近年來(lái)粗紗和細(xì)紗領(lǐng)域的在線檢測(cè)技術(shù)已有所突破。

2．2．3 檢測(cè)分析手段

在線檢測(cè)與離線檢測(cè)有多種分析形式，主要有表格、不勻曲線圖、波譜圖和散點(diǎn)圖等，各種圖表的功能不一。

a） 表格是數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的主要方式，包含了大量的數(shù)據(jù)信息，可為了解生產(chǎn)質(zhì)量提供很大幫助。

b） 離線檢測(cè)中的長(zhǎng)期數(shù)據(jù)報(bào)表可以查看質(zhì)量變化趨勢(shì)，有助于優(yōu)化工藝、制定質(zhì)量警示和控制圖。而在線數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存量小，幾乎無(wú)法形成長(zhǎng)期報(bào)表，紡機(jī)制造企業(yè)一直在努力解決這一問(wèn)題，目前已有所突破，如烏斯特公司的絡(luò)筒在線專家系統(tǒng)已可彌補(bǔ)在線檢測(cè)的這一不足。

c） 在線檢測(cè)一般以時(shí)間、長(zhǎng)度為統(tǒng)計(jì)單位，而離線檢測(cè)以管、錠為檢測(cè)單位；在線檢測(cè)的測(cè)試量大，表現(xiàn)某一階段的質(zhì)量統(tǒng)計(jì)情況，而離線檢測(cè)的單個(gè)測(cè)試量較小，數(shù)據(jù)的代表性、重現(xiàn)性不強(qiáng)。

d） 由于離線檢測(cè)發(fā)展時(shí)間較長(zhǎng)、分析手段相對(duì)較多，且各種分析功能強(qiáng)大，能根據(jù)分析排除不合格品。如細(xì)紗機(jī)械波問(wèn)題，離線檢測(cè)中的分析手段較多，運(yùn)用也多；而在線檢測(cè)在這方面還有待發(fā)展，這是由于在線檢測(cè)在棉紡中的應(yīng)用及問(wèn)題排查是斷續(xù)的，無(wú)法充分發(fā)揮其效能。

2．2．4 環(huán)境條件差異

由于在線檢測(cè)傳感器的靈敏度高、精度高，故環(huán)境條件對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響較大，因而在線檢測(cè)目前無(wú)法完全取代離線檢測(cè)；作為產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)估、鑒定、鑒別、仲裁和認(rèn)證等要求較高的測(cè)試項(xiàng)目，還必須按規(guī)定使用離線檢測(cè)。此外，在線檢測(cè)一般隨設(shè)備線安裝，而離線檢測(cè)儀器一般放置在試驗(yàn)室，處于恒溫恒濕的環(huán)境條件下，有效保證了測(cè)試環(huán)境的穩(wěn)定，確保離線檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

2．2．5 用工及投入

隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，在線檢測(cè)與控制技術(shù)日趨成熟，加快了紡織在線檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，避免了依據(jù)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試結(jié)果控制質(zhì)量的滯后性。如：梳棉及并條的自調(diào)勻整裝置，能實(shí)時(shí)控制并對(duì)勻整數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到控制質(zhì)量目的。但是，在線檢測(cè)投入大，不適宜錠數(shù)多、流程長(zhǎng)的生產(chǎn)設(shè)備。目前，在線檢測(cè)僅限于紗線和半制品的形狀（包括直徑、厚度、截面積等）、色澤、棉結(jié)、雜質(zhì)、異纖、紗疵、線密度和毛羽等外觀疵點(diǎn)的檢測(cè)，短期內(nèi)還無(wú)法在棉紡生產(chǎn)上普及。而離線檢測(cè)雖是當(dāng)前紡紗企業(yè)的主要檢測(cè)手段，但由于存在用工多、測(cè)試速度慢、數(shù)據(jù)代表性不強(qiáng)等問(wèn)題，因此已無(wú)法滿足快速生產(chǎn)的需要。

綜上所述，在線檢測(cè)是今后檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展方向，用好和推進(jìn)在線檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展是紡紗企業(yè)的首要任務(wù)之一。

3 使用案例

A 廠月生產(chǎn)紗線為620t，其中短粗節(jié)問(wèn)題紗為5．5t，集中在CJ 29．2tex K，CJ 27．8tex，CJ 22．4tex K，CJ 20．8tex K，CJ 19．4tex和BCJ 14．6tex品種。在所有反映的質(zhì)量問(wèn)題中，短粗節(jié)問(wèn)題占42．6%，列問(wèn)題之首，若該問(wèn)題得到解決則可大幅提高成紗的整體質(zhì)量水平。這里所指的短粗節(jié)是指長(zhǎng)度不大于8cm、直徑不大于＋400%的小紗疵，與條干儀的粗節(jié)指標(biāo)不同，尤其是高檔針織紗對(duì)這類紗疵的要求較高。為了滿足后道客戶的需求，絡(luò)筒在線檢測(cè)的短粗節(jié)數(shù)量極限設(shè)定見(jiàn)表2。

表2 絡(luò)筒在線檢測(cè)的短粗節(jié)極限數(shù)量設(shè)定 單位：個(gè)／（100km）

由表2可知，純棉品種后道織物對(duì)短粗節(jié)（S）的敏感性約為30個(gè)／（100km），超過(guò)則會(huì)有風(fēng)險(xiǎn)。故精梳純棉的短粗節(jié)（S）極限值設(shè)為30個(gè)／（100km），普梳則設(shè)為35 個(gè)／（100km）。電清參數(shù)優(yōu)化前的清紗曲線，如圖1所示。

圖1 電清曲線

圖1 中黑粗線是電清參數(shù)優(yōu)化前的清紗曲線，穿過(guò)B2，C2 區(qū)域散點(diǎn)密集區(qū)，雖對(duì)減少粗節(jié)有幫助，但頻繁動(dòng)作使漏切率大幅上升，易導(dǎo)致更大紗疵漏切，且影響絡(luò)筒機(jī)效率，建議在前道工序解決。因此，以BCJ 14．6tex K 品種為例，利用檢測(cè)技術(shù)控制紗線質(zhì)量。

優(yōu)化前短粗節(jié)（S）為37．3個(gè)／（100km），優(yōu)化后為33．0個(gè)／（100km），優(yōu)化前后的短粗節(jié)（S）均大于30個(gè)／（100km），樣布試織后發(fā)現(xiàn)布面仍有明顯短粗節(jié)。因此，僅通過(guò)優(yōu)化電清曲線在絡(luò)筒工序降低短粗節(jié)得不償失，應(yīng)對(duì)前道細(xì)紗工序進(jìn)行研究。

短粗節(jié)是無(wú)法避免的，但是絡(luò)筒監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)短粗節(jié)（S）大于35個(gè)／（100km）時(shí)客戶才有反映。對(duì)紡該品種的細(xì)紗機(jī)逐臺(tái)進(jìn)行在線跟蹤后發(fā)現(xiàn)，所有機(jī)臺(tái)短粗節(jié)（S）均高，且試織布面均存在問(wèn)題。因此，判斷該問(wèn)題應(yīng)為更前道工序產(chǎn)生。為了進(jìn)一步驗(yàn)證，筆者又將紡制同品種且短粗節(jié)（S）正常的B 廠粗紗在A 廠細(xì)紗機(jī)上進(jìn)行試紡，試紡結(jié)果短粗節(jié)（S）平均約為20個(gè)／（100km）。由此可見(jiàn)，問(wèn)題主因在前紡工序。

前紡半制品涉及到清梳、條卷、精梳、并條和粗紗5道工序，為進(jìn)一步確認(rèn)是哪道或哪幾道工序存在問(wèn)題，對(duì)粗紗、并條、精梳、條卷到清梳不同車臺(tái)進(jìn)行全面的正交排查，結(jié)果見(jiàn)表3和表4。

表3 細(xì)紗、粗紗和并條正交排查對(duì)比

表4 并條和精梳正交排查對(duì)比

從表3和表4可以看出，短粗節(jié)（S）偏大的方案均與A 廠并條有關(guān)，而與精梳機(jī)及精梳條無(wú)關(guān)。針對(duì)并條機(jī)進(jìn)行排查與驗(yàn)證后發(fā)現(xiàn)，主因是并條機(jī)的車速太快，膠輥維護(hù)不到位，且由于原料纖維整齊度變化，并條隔距設(shè)置偏大所致，調(diào)整后在線檢測(cè)短粗節(jié)（S）恢復(fù)正常。

4 檢測(cè)技術(shù)發(fā)展方向預(yù)測(cè)

4．1 精度高，容量大，測(cè)試速度快

隨著棉紡行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，傳統(tǒng)的離線檢測(cè)已無(wú)法滿足當(dāng)前高速新型設(shè)備的需要。在傳統(tǒng)儀器的基礎(chǔ)上減少試驗(yàn)用工，增大試驗(yàn)容量，提高試驗(yàn)速度，是先進(jìn)檢測(cè)技術(shù)取勝的法寶。離線檢測(cè)技術(shù)應(yīng)努力向精度高、容量大、測(cè)試速度快、自動(dòng)化程度高和功能齊全的方向發(fā)展。

目前，烏斯特公司研發(fā)的USTER4型高速?gòu)?qiáng)力儀試驗(yàn)速度高達(dá)3 萬(wàn)次／h，HVI900 型、HVI900A型大容量棉花品質(zhì)測(cè)試系統(tǒng)等能在極短的時(shí)間內(nèi)完成對(duì)大批棉包棉樣的分析和評(píng)等評(píng)級(jí)，使繁雜的棉花采購(gòu)和日常配棉管理工作變得簡(jiǎn)單易行。

4．2 智能化，網(wǎng)絡(luò)化，低成本

雖然目前在線檢測(cè)應(yīng)用范圍有限，但其依然是今后檢測(cè)技術(shù)發(fā)展的方向。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不僅提高了檢測(cè)單機(jī)的自動(dòng)化水平，擴(kuò)展了測(cè)試內(nèi)容，而且通過(guò)對(duì)多臺(tái)設(shè)備聯(lián)機(jī)，可對(duì)相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行同步分析，從而全面判定紡織品的質(zhì)量及指標(biāo)，為控制產(chǎn)品質(zhì)量提供更有價(jià)值的信息［4］。如棉條專家系統(tǒng)通過(guò)采集和分析安裝在并條機(jī)、梳棉機(jī)和精梳機(jī)上的棉條自調(diào)勻整、棉條報(bào)警器及棉條監(jiān)測(cè)系統(tǒng)3種在線檢測(cè)手段來(lái)監(jiān)測(cè)前紡的生產(chǎn)過(guò)程，對(duì)可能造成周期性疵點(diǎn)的原因及產(chǎn)量、速度、效率以及停機(jī)情況提供長(zhǎng)期報(bào)告和趨勢(shì)分析，還可充分利用計(jì)算機(jī)的功能，自動(dòng)輸出數(shù)據(jù)，無(wú)需手工報(bào)表，大幅節(jié)省統(tǒng)計(jì)時(shí)間和工作量。

總之，在線檢測(cè)技術(shù)正向簡(jiǎn)便、快速、智能、網(wǎng)絡(luò)、測(cè)試費(fèi)用低等方向發(fā)展。

5 結(jié)語(yǔ)

離線檢測(cè)與在線檢測(cè)技術(shù)均有其優(yōu)點(diǎn)和不足。未來(lái)，棉紡織品質(zhì)量檢測(cè)的發(fā)展方向應(yīng)該是基于離線檢測(cè)和在線檢測(cè)兩者優(yōu)點(diǎn)基礎(chǔ)上的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)系統(tǒng)，即能隨時(shí)獲得質(zhì)量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，全面了解生產(chǎn)狀況，實(shí)時(shí)調(diào)整工藝參數(shù)、排除不合格品，能長(zhǎng)期分析測(cè)試結(jié)果，優(yōu)化上機(jī)工藝，并指導(dǎo)車間生產(chǎn)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)系統(tǒng)是一種集數(shù)據(jù)檢測(cè)、采集、分析于一體的新型質(zhì)量管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。