梳棉技術(shù)的發(fā)展在高產(chǎn)梳棉機時代取得了巨大的成就，梳棉機的產(chǎn)能達到了前所未有的高峰。隨著梳棉機單位產(chǎn)能提高的放緩，現(xiàn)在事實上已不以人們意志為轉(zhuǎn)移地進入到了后高產(chǎn)梳棉機時代，高產(chǎn)將難以再維系梳棉機研發(fā)和制造的中心地位。但梳棉技術(shù)的進步不會停歇，轉(zhuǎn)型、突破，是發(fā)展的題中應(yīng)有之義。數(shù)字梳理技術(shù)的興起，將推動梳棉機進入新一輪的發(fā)展周期。
一、數(shù)字梳理對傳統(tǒng)梳理技術(shù)的突破
數(shù)字梳理是應(yīng)用計算機數(shù)字技術(shù)對梳棉機生產(chǎn)加工過程進行監(jiān)測、控制與優(yōu)化，從而比傳統(tǒng)梳理方式產(chǎn)生更合理的資源利用和更盈利的經(jīng)濟效益的新型梳理技術(shù)。從上個世紀70年代起，計算機就已開始應(yīng)用于梳棉機的控制，并逐步擴展應(yīng)用到自動調(diào)速、自動換筒、監(jiān)控自停、自調(diào)勻整、安全連鎖、質(zhì)量檢測、信息管理以及清梳聯(lián)聯(lián)網(wǎng)等等。雖然從廣義上來說，這些應(yīng)用可以納入數(shù)字梳理范疇，但數(shù)字梳理的核心應(yīng)聚焦于梳理數(shù)字化，如分梳隔距、分梳元件速度、針布規(guī)格、針布鋒利度等梳理要素的數(shù)字化。
在過去的半個多世紀里，在當代先進科技的加持下，梳棉機的各項性能全面提升。但是梳理核心技術(shù)，有關(guān)物理分梳隔距、針布鋒利度的確定和控制卻還是依靠非常原始的手工技藝操作，幾乎沒有什么科技含量。
分梳隔距對梳棉機的梳理有著決定性的影響，歷來都由經(jīng)驗豐富的操作人員通過隔距片，憑手感隔距的松緊而仔細確定。但其精確度低，實際分梳隔距的認定往往因人不同而有1~2英絲以上的差異。梳棉機分梳隔距都是被定格在機器靜止時，用隔距片直接測量得到的數(shù)值，并一成不變地應(yīng)用這樣靜止的隔距值來主導(dǎo)分梳工藝實踐。事實證明，在實際生產(chǎn)中，纖維與分梳元件的摩擦會產(chǎn)生熱量，蓋板和錫林等分梳元件因此而產(chǎn)生熱變形，導(dǎo)致物理分梳隔距變化。另外分梳元件也會因旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力而發(fā)生形變，導(dǎo)致隔距變小。雖然這些疊加變化量非常微小，最多僅有100微米左右，但從梳理微觀上來說，相對于10+微米級細度的纖維，梳棉機運行中的隔距變化足以影響到分梳作用，進而影響到生條甚至于成紗質(zhì)量。隔距的變化還對梳棉安全生產(chǎn)造成威脅。由于錫林高速回轉(zhuǎn)，傳統(tǒng)的技術(shù)手段無法直接測量分梳區(qū)內(nèi)的隔距變化量，導(dǎo)致對梳棉機運轉(zhuǎn)時的實際隔距無法知曉，其結(jié)果是梳理的不可控。
針布鋒利度是實施梳理的必要硬件條件。在實際生產(chǎn)中，因為不同的原料、不同的梳理強度，針布會隨著時間不同程度地磨損而逐漸失去良好的鋒利度。傳統(tǒng)的針布鋒利度鑒定是根據(jù)專職人員通過手摸觸覺，感受針齒的粘手和刺痛程度而分為上、中上、中、中下和下，五個等級，但沒有量化數(shù)據(jù)，針布鋒利度不易準確反映。近二十年來，以針布所紡纖維噸位作為相對針布鋒利度參考而決定針布的磨礪或更換，成為比較流行的一種方法。但這只是一種虛擬的方法，不能反映真實的針布鋒利度。因此現(xiàn)在也有借助顯微觀察裝置，從針齒形態(tài)來鑒定針布鋒利度。雖然這種方法對了解針布鋒利度有很大的幫助，但操作較為耗時，而且同樣沒有量化數(shù)據(jù)。
落后的分梳隔距設(shè)置和針布鋒利度鑒定，難以滿足“四快一準”、精準梳理的要求。
數(shù)字梳理通過傳感技術(shù)、信息技術(shù)，使動態(tài)隔距測量、實時檢測針布鋒利度成為可能。動態(tài)變化的分梳隔距和較為抽象模糊的針布鋒利度可以用精確的數(shù)字形式表示，由此建立起梳理要素的數(shù)字計量標準，增強分梳隔距和針布鋒利度的可比性，為研究制定合理的梳理工藝以及實時監(jiān)控，提供可靠的數(shù)字支撐，從而對傳統(tǒng)梳理技術(shù)實現(xiàn)突破。
隔距變化量的測量可以采用直接測量、間接測量或者組合測量等技術(shù)方案，連續(xù)實時地采集隔距變化信息。直接測量技術(shù)方案可以是利用電感式位移傳感器、激光位移傳感器等測量系統(tǒng)，直接測量分梳元件之間的間隙。間接測量技術(shù)方案可以是利用溫度傳感器、速度傳感器等測量系統(tǒng)，間接測量與隔距變化有關(guān)的各種參數(shù)，通過數(shù)學(xué)函數(shù)關(guān)系計算得到實際隔距。組合測量技術(shù)方案可以是綜合利用直接、間接的測量技術(shù)和系統(tǒng)獲得可測量的不同組合的數(shù)值，求得隔距數(shù)值。
在針布鋒利度數(shù)字化方面可以采用圖像分析、視覺算法等技術(shù)對針尖形態(tài)進行分析并轉(zhuǎn)化為鋒利度分級數(shù)據(jù)。
分梳隔距和針布鋒利度等梳理要素的量化信息通過數(shù)學(xué)模型，轉(zhuǎn)換為二進制代碼，輸入計算機進行處理，輸出數(shù)據(jù)信息或控制信號，從而對梳棉機生產(chǎn)進行監(jiān)控、優(yōu)化、管理等等。
二、數(shù)字梳理的優(yōu)勢
2.1 數(shù)字梳理具有鮮明的電子技術(shù)、信息科技的特點
(1)數(shù)據(jù)的連續(xù)性：數(shù)字梳理通過傳感技術(shù)，對分梳隔距信息進行連續(xù)不間斷的采集，再經(jīng)計算機處理，將動態(tài)變化的隔距轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)的量化的數(shù)據(jù)。
(2)數(shù)據(jù)的處理快捷：數(shù)字梳理借助計算機強大的運算能力，自動運行程序，高速處理數(shù)據(jù)，響應(yīng)速度常以毫秒為單位，信息可以實時傳遞。
(3)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定可靠性：數(shù)字梳理對數(shù)據(jù)的傳遞、加工和處理采用二值電平邏輯，抗干擾能力強，能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無差錯傳輸和存儲。
(4)數(shù)據(jù)的精度高：數(shù)字技術(shù)可以輕而易舉地增加二進制位數(shù)，提高數(shù)據(jù)的精度。
(5)數(shù)據(jù)的存儲量大：數(shù)字梳理利用計算機的存儲功能，可以存儲大量的處理數(shù)據(jù)、中間和最終結(jié)果，需要時可隨時訪問、調(diào)用。
2.2 數(shù)字梳理改變了傳統(tǒng)梳理的認知和控制方式，數(shù)字化技術(shù)賦能梳棉機前所未有的優(yōu)勢。
(1)數(shù)字梳理從時空維度呈現(xiàn)分梳隔距變化，根據(jù)變化規(guī)律，可以預(yù)知梳棉機生產(chǎn)運行中的實際隔距，為設(shè)計更合理的分梳工藝提供依據(jù)，實現(xiàn)精準、精細、精良梳理，提高生條質(zhì)量，產(chǎn)生更好的經(jīng)濟效益。
(2)對分梳隔距的實時檢測、快速響應(yīng)，有效地加強了對隔距的監(jiān)控。當隔距變化觸及臨界狀態(tài)，監(jiān)控系統(tǒng)立即報警，防止事故，保證安全梳理。
(3)數(shù)字梳理可以與梳棉機信息化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化技術(shù)融合，立體式、多維度地提供梳棉機狀態(tài)信息，自動調(diào)整、優(yōu)化梳理工藝參數(shù)，集中、在線控制機組生產(chǎn)過程，給操作控制和維修保養(yǎng)帶來良好的體驗。
隨著數(shù)字技術(shù)的軟硬件水平不斷提高，應(yīng)用范圍不斷拓展，數(shù)字梳理有著不可估量的發(fā)展前景。
三、數(shù)字梳理的范例
數(shù)字梳理涉及到跨學(xué)科的理論知識和技術(shù)運用，其難度遠超原有的機械梳理技術(shù)水平，因而目前還未被梳理業(yè)界廣為關(guān)注。其實數(shù)字梳理早在十多年前就已開始實際應(yīng)用，德國特呂茨勒的TC系列梳棉機的T-Con技術(shù)就是數(shù)字梳理的創(chuàng)新范例。T-Con基于梳棉機隔距的變化與溫度、零件受力有關(guān)，采用了間接測量技術(shù)，實現(xiàn)了分梳隔距數(shù)字化。通過傳感技術(shù)測量分梳區(qū)域內(nèi)外的溫度、檢測錫林、刺輥、道夫旋轉(zhuǎn)速度，結(jié)合植入在程序內(nèi)的分梳元件幾何尺寸、材料規(guī)格等詳細數(shù)據(jù)以及操作輸入的加工原料、臺時產(chǎn)量及原始參考隔距等信息，根據(jù)金屬熱膨脹、機械熱變形、材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)等理論基礎(chǔ)，運用有限元分析法計算出各分梳元件的實時形變量，導(dǎo)出實際隔距。圖1是T-Con的示意簡圖。
圖1 T-Con簡圖
T-Con在分梳隔距數(shù)字化的平臺上，擴展了一系列的服務(wù)功能，形成了TC梳棉機的數(shù)字梳理技術(shù)。
3.1 分梳隔距實時顯示
在T-Con梳理隔距頁面上從左到右，依次顯示有5個分梳隔距：刺輥-錫林、后固定蓋板-錫林、回轉(zhuǎn)蓋板-錫林、前固定蓋板-錫林以及道夫-錫林，見圖2。藍色框內(nèi)的數(shù)據(jù)是冷車時設(shè)定的原始基準隔距，白色框內(nèi)的數(shù)據(jù)是機上實際分梳隔距。T-Con的隔距信息可視化，使得分梳區(qū)域內(nèi)不再是隔距的盲區(qū)，分梳隔距動態(tài)一目了然，為主動掌控梳棉機的梳理加工提供情報信息。
圖2 T-Con梳理隔距頁面
（未完待續(xù)）
