宋富佳

北京機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化研究所（以下簡(jiǎn)稱“北自所”）創(chuàng)建于1954年，是原機(jī)械工業(yè)部直屬的綜合性科研機(jī)構(gòu)，現(xiàn)為國(guó)務(wù)院國(guó)資委監(jiān)管的大型科技企業(yè)。北自所致力于制造業(yè)領(lǐng)域自動(dòng)化、信息化、智能化技術(shù)的創(chuàng)新、研究、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，以滿足制造業(yè)發(fā)展需求為目標(biāo)，為客戶提供包括開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、安裝及服務(wù)的整體解決方案。憑借先進(jìn)的技術(shù)和優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，北自所成為眾多制造業(yè)企業(yè)集成化裝備和系統(tǒng)解決方案的供應(yīng)商，奠定了其在制造業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中的領(lǐng)先地位。

紡織行業(yè)是勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，傳統(tǒng)的資源消耗以及勞動(dòng)力持續(xù)投入發(fā)展模式已經(jīng)難以為繼，自動(dòng)化、智能化將成為改造傳統(tǒng)紡織產(chǎn)業(yè)、推進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的有效途徑。尤其是近幾年在招工難、用工成本高企的背景下，不少企業(yè)開(kāi)始通過(guò)機(jī)器換人來(lái)實(shí)現(xiàn)減員增效，不僅有效解決了用工缺乏，緩解了勞動(dòng)力成本持續(xù)上漲帶來(lái)的壓力，而且顯著提高了生產(chǎn)效率，從而增大盈利空間。

為了滿足紡織行業(yè)特別是化纖行業(yè)對(duì)自動(dòng)化、智能化裝備的需求，北自所發(fā)揮數(shù)十年自動(dòng)控制技術(shù)研究與系統(tǒng)集成的優(yōu)勢(shì)開(kāi)發(fā)了“全自動(dòng)落絲系統(tǒng)”，并與江蘇盛虹合作共同研發(fā)了“化纖生產(chǎn)智能物流系統(tǒng)”。兩套系統(tǒng)均通過(guò)科技成果鑒定，總體技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

北自所物流技術(shù)工程研究中心副主任王勇研究員深度參與了兩套系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。據(jù)王勇介紹，北自所早在上世紀(jì)90年代就涉足紡織領(lǐng)域，曾在儀征化纖建成滌綸長(zhǎng)絲自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)。2008年，北自所承建巨石集團(tuán)的玻璃纖維生產(chǎn)線物流系統(tǒng)，這套先進(jìn)的系統(tǒng)受到桐鄉(xiāng)當(dāng)?shù)鼗w企業(yè)的關(guān)注。在深入調(diào)研化纖企業(yè)的需求后，北自所開(kāi)始設(shè)計(jì)研發(fā)相應(yīng)的自動(dòng)化解決方案，成功推出了全自動(dòng)落絲系統(tǒng)、化纖生產(chǎn)智能物流系統(tǒng)。

據(jù)了解，全自動(dòng)落絲系統(tǒng)的問(wèn)世不僅打破了國(guó)外同類產(chǎn)品的壟斷，并且憑借便宜50%的價(jià)格優(yōu)勢(shì)、更高的生產(chǎn)效率以及完善的售后服務(wù)迅速受到市場(chǎng)的青睞，累計(jì)銷售安裝100多套，市場(chǎng)占有率達(dá)60%以上，天圣、盛虹、恒力、百宏等化纖企業(yè)均有應(yīng)用?；w生產(chǎn)智能物流系統(tǒng)則進(jìn)一步打破了過(guò)去國(guó)外廠商在我國(guó)化纖行業(yè)高端裝備領(lǐng)域的壟斷地位，并已在盛虹安裝運(yùn)行。從實(shí)際應(yīng)用效果來(lái)看，兩套系統(tǒng)能夠明顯降低用工成本，提高生產(chǎn)效率，提升產(chǎn)品品質(zhì)，同時(shí)，企業(yè)的管控一體化程度、信息化技術(shù)水平得到提升，在引領(lǐng)紡織行業(yè)向智能制造轉(zhuǎn)型方面起到了示范作用。

全自動(dòng)落絲系統(tǒng)

全自動(dòng)落絲系統(tǒng)的主要功能為：自動(dòng)落絲車與卷繞頭自動(dòng)對(duì)接后完成自動(dòng)落絲，并將絲餅暫存于車體中心棒上，絲餅隨自動(dòng)落絲車運(yùn)行送往平衡間并轉(zhuǎn)運(yùn)到輔助轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)備上，再由機(jī)器人直接抓取并放置在絲車空掛架上。

全自動(dòng)落絲系統(tǒng)能夠完全替代人工實(shí)現(xiàn)了落絲、裝車及轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程的自動(dòng)化，能夠滿足同時(shí)多品種生產(chǎn)按單一批號(hào)等級(jí)裝車的需求，并自動(dòng)完成絲餅產(chǎn)品信息的全程跟蹤及標(biāo)簽打印。針對(duì)國(guó)內(nèi)自動(dòng)落絲生產(chǎn)線單線卷繞設(shè)備位數(shù)的情況，北自所采用多車、多軸設(shè)計(jì)，自動(dòng)落絲車單車可具備 2 ～ 4 根中心棒的，一次復(fù)合作業(yè)可以落下 2 ～ 4 卡盤軸的絲餅。如果產(chǎn)品滿卷時(shí)間更短，則可以采用 2 臺(tái)自動(dòng)落絲車共同作業(yè)，獲取最大的效率。目前，該設(shè)備的最大處理能力可達(dá)到 2 min/軸（平均落絲間隔時(shí)間）。

此外，全自動(dòng)落絲系統(tǒng)創(chuàng)新地采用了設(shè)備在地面運(yùn)行的方式，使得設(shè)備的檢修、維護(hù)更加容易。該設(shè)計(jì)方案的最大優(yōu)點(diǎn)是對(duì)上層空間要求少，可以避開(kāi)風(fēng)管系統(tǒng)，方便設(shè)備安裝。對(duì)于國(guó)內(nèi)新建化纖長(zhǎng)絲項(xiàng)目而言，全自動(dòng)落絲系統(tǒng)不需要對(duì)廠房、風(fēng)管等進(jìn)行重新設(shè)計(jì)即可進(jìn)行設(shè)備的安裝，而且該系統(tǒng)還可以廣泛地應(yīng)用在老廠的升級(jí)改造中。

化纖生產(chǎn)智能物流系統(tǒng)

化纖生產(chǎn)智能物流系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了卷裝從絲車上線、落絲、輸送、儲(chǔ)存、檢驗(yàn)分類、包裝到碼垛的全程自動(dòng)化，并且在生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)數(shù)十種品種同時(shí)生產(chǎn)，數(shù)十種批號(hào)、不同等級(jí)的絲車交替上線。

化纖生產(chǎn)智能物流系統(tǒng)采用智能跟蹤、監(jiān)控、調(diào)度及管理軟件技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了絲卷信息的全過(guò)程數(shù)據(jù)監(jiān)控，保證系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化，生產(chǎn)效率得到很大提高；為滿足化纖生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)絲卷和紙箱的搬運(yùn)需求，研制開(kāi)發(fā)了 4 類機(jī)器人手爪，每種手爪都可以根據(jù)實(shí)際工件要求來(lái)調(diào)整手指間距，實(shí)現(xiàn)化纖生產(chǎn)智能物流的柔性化生產(chǎn)；雙工位分配車的控制系統(tǒng)能夠智能識(shí)別每條碼垛通道的狀態(tài)，并據(jù)此調(diào)整作業(yè)，保證了系統(tǒng)運(yùn)行的高效性。

系統(tǒng)中的堆垛機(jī)采用性能優(yōu)異的無(wú)極調(diào)速變頻控制，并且堆垛機(jī)系統(tǒng)水平方向選擇高精度激光認(rèn)址方式，垂直方向選擇編碼器認(rèn)址方式，同時(shí)垂直方向再與物理認(rèn)址片結(jié)合，堆垛機(jī)控制算法實(shí)現(xiàn)減速S形曲線，保證了堆垛機(jī)水平方向和垂直方向的高速運(yùn)行及高精度定位。為保證信息零錯(cuò)誤率，系統(tǒng)采用了絲卷信息多點(diǎn)綁定和多重校驗(yàn)技術(shù)，在整個(gè)系統(tǒng)中設(shè)置了多次校驗(yàn)程序，絲卷的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程被實(shí)時(shí)監(jiān)控。多等級(jí)絲卷和紙箱智能分道技術(shù)允許多品種絲卷和多等級(jí)紙箱各在同一條輸送線體上運(yùn)行，并在機(jī)器人裝箱工位和機(jī)器人碼垛工位進(jìn)行分道分類，從而提高輸送線體的使用效率和生產(chǎn)效率。

該系統(tǒng)取代了人工分級(jí)、揀選、包裝等作業(yè)，在大幅度減少車間工人數(shù)量的同時(shí)，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，能有效提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，增加產(chǎn)量，提高絲卷的優(yōu)等品率，從而創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益。系統(tǒng)還節(jié)省了50%的廠房面積，省掉了1 000多輛絲車，節(jié)能效果同樣顯著。此外，化纖生產(chǎn)智能物流系統(tǒng)配備自動(dòng)檢測(cè)、監(jiān)控裝置，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過(guò)程的可監(jiān)控和可視化以及信息的可追溯性，有利于企業(yè)提高和穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)柔性自動(dòng)化生產(chǎn)，綜合效益明顯。

王勇指出，化纖生產(chǎn)智能物流系統(tǒng)的問(wèn)世，一方面滿足了化纖生產(chǎn)企業(yè)對(duì)價(jià)格合適、符合國(guó)情的高端物流裝備的急迫需求，另一方面也證明了我國(guó)紡機(jī)行業(yè)完全有能力通過(guò)合作創(chuàng)新開(kāi)發(fā)出具有世界先進(jìn)水平的高端自動(dòng)化、智能化裝備。這將引領(lǐng)國(guó)內(nèi)紡機(jī)企業(yè)加快技術(shù)創(chuàng)新，強(qiáng)化數(shù)字化、自動(dòng)化、信息化和智能化技術(shù)在裝備產(chǎn)品上的綜合應(yīng)用，加快推出受紡織企業(yè)歡迎的高端裝備，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品升級(jí)和產(chǎn)業(yè)升級(jí)，助推我國(guó)紡織行業(yè)由大到強(qiáng)。

談及在紡織領(lǐng)域的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)動(dòng)向時(shí)，王勇表示，北自所將對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)和升級(jí)換代，以不斷提升競(jìng)爭(zhēng)力。目前，北自所正在著力研制全自動(dòng)落絲系統(tǒng)的第 4 代產(chǎn)品，以進(jìn)一步減少系統(tǒng)占地面積并提高對(duì)細(xì)旦絲的處理能力。王勇還指出，當(dāng)前化纖生產(chǎn)工序的自動(dòng)連接和與智能物流系統(tǒng)的融合還比較欠缺，北自所將立足自身的研發(fā)基礎(chǔ)和工程實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，滿足化纖企業(yè)的個(gè)性化需求，打造數(shù)字化工廠，為企業(yè)提供完整的解決方案，進(jìn)一步推動(dòng)化纖生產(chǎn)的自動(dòng)化和智能化。

據(jù)王勇透露，北自所將攜全自動(dòng)落絲系統(tǒng)和化纖生產(chǎn)智能物流系統(tǒng)亮相今年10月的中國(guó)國(guó)際紡機(jī)展，預(yù)計(jì)將成為展會(huì)的一大看點(diǎn)。