定形工艺智能执行系统采用自动化、网络化、智能化、技术对生产过程、设备运转状态、工艺参数进行实时的数据采集，利用大数据和人工智能技术进行分析和处理，提取不同品种最优化工艺执行模式，帮助企业提高生产效率，优化生产工艺，促进节能减排。定形工艺智能执行系统部分子系统已在恒天立信门富士和远信工业股份有限公司等定形设备上投入使用，对提高生产一次成功率和生产工艺重现性有很大帮助。

　　■ 常州宏大智能装备产业发展研究院 顾金华 葛朝玉

　　定形工艺智能执行系统操作界面

　　定形工艺智能执行系统采用物联网技术对定形设备及工艺控制点参数进行实时数据采集和控制。

　　为使定形工艺达到理想的定形效果，在织物定形过程中有诸多工艺参数需要进行量化检测和控制，定形工艺智能执行系统通过对现场大量数据进行采集，利用人工智能技术进行分析和处理，提取不同品种最优化控制模式，从而提高织物定形一次成功率和生产工艺的重现性。

　　常州宏大（科技）集团有限公司经多年努力持续开发的智能化产品满足了纺织印染工业所需高速、高效、高技术含量的新型智能化需求，为推进染整行业的“中国制造2025”及“互联网+”提供技术支撑。

　　精确控制影响定形效果的八大因素

　　为实现最优化控制模式，使织物定形过程达到预期效果，提高产品生产一次成功率和工艺过程的重新性，必须对生产过程中的各种工艺条件进行数字化和智能化在线监测控制，使生产过程与工艺条件吻合，不能随意为之。在定形过程中，影响织物定形效果的主要因素包括：张力、助剂浓度与浸渍时间、轧余率、纬斜、超喂量、烘房气氛湿度、温度、布面质量等多个方面。

　　张力。在定形设备运转状态良好的情况下，生产加工不同品种的织物时，在保障相应单元之间线速度同步和超喂量的情况下，线速度同步传动单元之间的张力需要进行适当调整，确保织物在运行过程中作用在纱线纤维应力在合理的范围内，防止因张力问题对织物的质量产生影响。

　　助剂浓度与浸渍时间。在后整理生产过程中，助剂各组分浓度需要按照工艺比例要求进行严格化料和料位控制。目前大多数企业都已经采用后整理助剂配送系统对定形过程中的各组分助剂进行集中化料和自动配送，减少人为差错和称量误差，实现精细化作业，现场采用实时智能流量追加系统实现助剂智能追加功能，确保织物浸渍时间恒定，从而保障生产工艺的基本稳定。

　　轧余率。均匀轧车的左中右轧余率是否一致，直接影响织物定形后染色色差。为避免出现色差和色光，需要对均匀轧车左中右轧余率进行监测和控制，确保均匀轧车织物左中右三点轧余率一致，满足不同品种对轧余率的要求。轧余率在线测控系统采用L波段射频NDT技术，双谐振腔结构内置DSP数字处理系统，通过LabVIEW软件平台把带液率和绝干量高精度、高线性度进行分离，通过检测控制均匀轧车的左中右压力确保织物带液率一致，保证产品的质量和生产工艺的重现性。

　　纬斜。整纬机是纠正纬斜的通用装置。智能图像整花整纬机采用机器视觉新技术，以工业相机作为系统检测传感器，采集检测区域的织物图像后，通过数字图像处理、纹理识别以及信息融合等技术得到当前织物的纬纱变形情况或当前织物的图案变形情况。智能图像整花整纬机可对棉布、化纤、精细毛纺、丝绸等各种织物的纬纱变形进行检测和自动矫正。

　　超喂量。织物的纬密是确定织物构造、设计和加工的基本要素，也是控制织物品质的重要指标。采用定形机自动超喂系统可对高速运动的织物纬密进行实时准确检测和控制定形机上超喂辊的超喂量，同时对出布纬密进行闭环检测，使织物定形后的纬密值满足工艺要求。定形机自动超喂系统采用工业相机作为检测元件，综合运用数字图像处理、模式识别以及信息融合等技术，可以实时检测布匹的纬密状况，并可以根据纬密检测结果对织物纬密实时调整，使纬密达到理想状态，从而使织物克重控制在合理的范围内。因此，织物纬密在线检测控制系统可以进一步提高产品质量和一次成功率，是实现纺织品质量监控的重要手段。

　　烘房气氛湿度。气氛湿度在线检测装置可有效测量烘房内部的高温气体含湿度，采用特殊的气体取样装置对烘房内的高温湿气进行检测。这种方式既克服了传感器直接暴露在腐蚀性高温气体中易受腐蚀的缺点，延长了传感器的使用寿命，又避免了将待测气体进行降温处理造成气体凝露，从而导致气体湿度的损耗，使得测量更加精准。通过控制排风电机的排气量，达到精准控制烘房内部气体湿度，可以提高织物加工质量和改进手感光泽，达到节能减排的目的，对提高产品质量和环保节能具有重要意义。

　　温度。定形机的温度主要指烘房温度、布面温度以及脱铗布面温度。采用内置式布面测温系统是基于物体表面红外辐射能量的大小来计算温度的，不需要接触布面，直接接收反映布面温度的热光能量，精准显示当前织物定形布面温度。通过对烘房内部定形区域布面温度进行实时监控，对产品质量监控和工艺调整具有重大帮助。织物经过高温定形出烘房后，需要以适当的冷却速率对织物进行冷却使分子链结构和形态迅速稳定下来，定形效果才能持久。要检测冷却效果是否达到预期要求，最好的办法就是采用传感器对脱布铗的温度进行检测，通过控制冷却风机风量来达到冷却的目的。

　　布面质量、出布纬密、幅宽与克重。通过对出布纬密和幅宽的检测与控制，对控制纺织品的服用特性具有重要意义，同时，对控制织物定形后的克重具有重要的参考依据。通过自动超喂控制系统控制织物进针板或布铗的超喂量，织物定形后再通过出布纬密检测系统检测出布纬密是否符合工艺要求，如出现偏差，将自动调整进布超喂量，使定形后的织物纬密符合工艺要求。通过出布门幅检测系统在线检测出布幅宽状况，当出现幅宽偏差时，自动调整调幅装置，使最终落布幅宽满足工艺对织物幅宽的要求。

　　智能数据分析优化生产工艺

　　定形工艺智能执行系统采用网络化、智能化、自动化技术对生产过程、设备运转状态、工艺参数进行实时的数据采集，利用大数据和人工智能技术进行分析和处理，提取不同品种最优化工艺执行模式，帮助企业提高生产效率，稳定产品质量，优化生产工艺，促进节能减排。

　　定形工艺智能执行系统采用物联网技术对定形设备及工艺控制点参数进行实时数据采集和控制，采集后的大数据通过人工智能技术进行加工处理，最终形成供生产操作管理人员参考的设备运行状态指示，工艺参数的对比，报表分析等数据，再通过工艺参数在线检测控制系统对最优化控制方案实施监控，同时，此数据可通过企业网络数据库或者WebService的方式与企业ERP实现无缝对接。

　　目前，定形工艺智能执行系统部分子系统已在恒天立信门富士和远信工业股份有限公司等定形设备上投入使用，对提高生产效率，保障产品质量，优化工艺，提高生产一次成功率和生产工艺重现性有很大帮助。

　　作者简介

　　顾金华，又名顾仁，现任常州宏大科技集团董事长兼总经理，其负责研发的智能图像整花整纬机荣获2017年度“纺织之光”中国纺织工业联合会科学技术奖一等奖，带领的常州宏大科技集团已成为国内最具规模、最具实力的专业从事智能化在线检测与生产过程智能信息化管控系统产品研究与制造的高新技术企业、国家印染数字化系统技术研发中心、国家工信部“两化融合”试点示范企业。顾金华同时担任国家标准化管理委员会全国工业机械电气系统标准化技术委员会副主任委员等职务。

　　葛朝玉，现任常州宏大科技集团印染智能制造事业部二部部长，多次参与国家、省、市级科技计划项目的研发，研发的产品多次被列入中国印染行业节能减排推荐目录产品，并荣获国家、省、市级政府及协会的奖项。