切丝系统的改进及在粗旦氨纶纺织中的应用

王京玉+林海+高昆伦

摘要：粗旦氨纶丝作为下游纺织企业的主要原材料，在市场中占有较大比例。针对纸尿布生产企业在使用420 ～1 050 D粗旦氨纶丝纺丝丝饼时，在生产线上无法抽头，不能够实现连续生产，易造成材料浪费和生产效率降低的现象，泰和新材投资20多万元对纺丝卷绕机台切丝系统进行机械和电气改造，最终产品用户反馈效果良好，大大降低了纺织工人的劳动强度，提高了生产效率。

关键词：粗旦氨纶；纺丝机台；纸尿布；泰和新材

中图分类号：TS103.7 文献标志码：A

Improvement of Cutting System and Its Application in Heavy-denier Spandex Textiles

Abstract： As the main raw material for the downstream textile enterprises， heavy-denier spandex accounts covers high market share. However， some downstream users， mainly disposable diaper producers meet problems when using 420 D to 1050 D spandex package， as it is difficult for them to take out during production， thus cant realize continuous production， causing material waste and low production efficiency. To solve the problem， Tayho Advanced Materials Co.， Ltd. invests more than CNY 200 000 in mechanical and electrical transformation of the cutting system on winding machine. The resulted product received loud applause from customers for its advantages of reducing labor intensity of operators and increasing production efficiency.

Key words： heavy-denier spandex； spinning machine； disposable diaper； Tayho Advanced Materials

烟台泰和新材料股份有限公司是专业从事高性能纤维研发、生产及应用开发的国家级高新技术企业，中国高性能纤维的开拓先锋和行业龙头。其九期车间的主要产品为 420 ～1 050 D的粗旦丝，主要应用于纸尿裤产品的加工制造。

1 国内纸尿裤市场现状

纸尿裤是一种抛弃式的尿裤，由无纺布、棉和氨纶等材料制成，包括幼儿专用和成人专用两种。中国每年新生婴儿1 700万，0 ～ 3 岁婴幼儿约6 900万，其中城市的婴幼儿数量超过1 000万，相当于澳大利亚人口的总和。我国目前生育率明显偏低，仅为印度的60%，甚至低于美法英等发达国家，过低的生育率不利于经济的持续发展并加大了社会抚养的负担。随着国家逐步放开“双独、单独二胎”政策，有望在 5 年内新增1 800万新生儿。纸尿裤用量也会有较大的增长空间，婴幼儿纸尿裤2014/2015销量增长预计由4.7%/4.9%显著提升至7.7%/10.6%。随着我国人民生活水平的不断提高和医疗技术水平的不断进步，人们的寿命越来越长，人口呈高龄化发展趋势，而其中失禁人口的比例也随之不断增长。因此，中国婴儿、成人纸尿裤市场呈现快速增长的趋势，纸尿裤市场潜力巨大。

2 改进型切丝系统技改背景

烟台泰和新材股份公司九期项目所采用的纺丝机台为日本TMT公司的459型氨纶纺丝机，该设备经过多年改造升级，智能化程度、控制集成度及运行稳定性都有很大的提高，可生产目前市场上大多数型号的氨纶丝。在粗旦丝尤其是针对纸尿裤制造所需要的420 ～ 1 050 D的氨纶丝生产时，由于纸尿裤生产厂家对氨纶卷筒有特殊的要求，即在丝饼切换的同时，需要在丝饼纸筒的边缘预留出一定长度的氨纶丝，其目的是为了在纸尿裤的生产中不产生断头，使生产连续，提高效率和减少原材料的损耗。这样目前的TMT纺丝机台就不能满足该要求，必须对设备进行技术改造。

3 切丝系统改造方案

根据纸尿裤生产企业的实际反馈，对TMT纺丝机台的切换摆刀机电部分进行了拆解和探究。经过反复观察和实验发现，TMT机台控制集成度较高，部分控制节点有专利和技术保密的情况。所以放弃了对机台本体系统的改造，改为在机台切丝系统上做文章，重新加工制作切刀，并对其加装单独的控制系统。切丝系统总体改造方案如图 1 所示。

3.1 切丝系统机械改造

利用TMT机台原摆臂切刀，将其拆解，对切刀部分进行机械加工改造，以适应改造整体机械要求。机械改造后的切刀机构图如图 2 所示。

图 3 为改造后的切刀动作示意图。其中，1 为摆臂，控制切刀的轴向运动；2 为切刀，用于切换时将丝从丝筒上切断；3 为丝饼，为纺丝卷绕成品；4 为切刀位置传感器，用于监测切刀位置，到位后按程序执行切刀水平动作；5 为切刀水平运动执行气缸，用以执行切刀的水平运动。

3.2 切丝系统电气控制

当卷绕丝饼满卷，摆臂作轴向运动，将切刀抬起。到位后触发切刀位置传感器经逻辑模块控制执行气缸水平运动，将氨纶丝推离纸管中心，待切换完成后将丝缠绕在空纸筒的外缘。此时逻辑模块延时完成，切刀复位，摆臂复位，控制完成。电气原理如图 4 所示，其中，控制部分采用西门子公司的LOGO！，通用逻辑模块作为逻辑控制中心，选用SMC公司的传动气缸和传感器作为控制执行和反馈机构。

如图 4，控制回路由外部提供24 VDC，将磁电开关接入LOGO！逻辑模块的输入端I1，将切刀位置传感器接入输入端I2，逻辑模块的输出端Q1连接控制执行气缸的电磁阀。图 5 为切刀的延迟控制梯形图程序。

此控制系统只描述了单台机台设备的控制方法，在此基础上只需增加相同的梯形图语句，就可增加至同时控制 4个纺织机台的功能。

4 结束语

此次技术改造使得纺丝机台生产的卷绕丝饼在切换后，在直筒边缘能够成功留头，使得纸尿布生产企业在生产过程中，不需要手动留头，实现了下游客户的连续生产。这种丝筒的侧切口留头技术，大大降低下游企业工人的工作量，提高了生产效率，对于提高其产品质量和提升经济效益具有重要意义。

参考文献

[1] 胡琛瑜.粗旦丝的生产现状及存在的主要问题[J].现代纺织技术，2002（1）：24-26.

[2] 白木.纸尿裤市场发展综述[J].湖北造纸，2004（3）：31-33.

[3] 张曙光.泰和新材：飞跃蝶变 再创新高[J].中国纺织，2012（2）：57.

[4] 徐祥.剪切刀在切边卷绕机中的应用及技术改进[J].非织造布，2012（3）：45-47.

[5] 殷兴光，梁春绒.PLC在特种构件卷绕机系统中的应用[J].科技创新导报，2011（13）：105.

[6] 黄凤根，成玲，魏建，等.高速纺丝卷绕机的机电一体化技术[J].合成纤维，2004（1）：25-26.

摘要：粗旦氨纶丝作为下游纺织企业的主要原材料，在市场中占有较大比例。针对纸尿布生产企业在使用420 ～1 050 D粗旦氨纶丝纺丝丝饼时，在生产线上无法抽头，不能够实现连续生产，易造成材料浪费和生产效率降低的现象，泰和新材投资20多万元对纺丝卷绕机台切丝系统进行机械和电气改造，最终产品用户反馈效果良好，大大降低了纺织工人的劳动强度，提高了生产效率。

关键词：粗旦氨纶；纺丝机台；纸尿布；泰和新材

中图分类号：TS103.7 文献标志码：A

Improvement of Cutting System and Its Application in Heavy-denier Spandex Textiles

Abstract： As the main raw material for the downstream textile enterprises， heavy-denier spandex accounts covers high market share. However， some downstream users， mainly disposable diaper producers meet problems when using 420 D to 1050 D spandex package， as it is difficult for them to take out during production， thus cant realize continuous production， causing material waste and low production efficiency. To solve the problem， Tayho Advanced Materials Co.， Ltd. invests more than CNY 200 000 in mechanical and electrical transformation of the cutting system on winding machine. The resulted product received loud applause from customers for its advantages of reducing labor intensity of operators and increasing production efficiency.

Key words： heavy-denier spandex； spinning machine； disposable diaper； Tayho Advanced Materials

烟台泰和新材料股份有限公司是专业从事高性能纤维研发、生产及应用开发的国家级高新技术企业，中国高性能纤维的开拓先锋和行业龙头。其九期车间的主要产品为 420 ～1 050 D的粗旦丝，主要应用于纸尿裤产品的加工制造。

1 国内纸尿裤市场现状

纸尿裤是一种抛弃式的尿裤，由无纺布、棉和氨纶等材料制成，包括幼儿专用和成人专用两种。中国每年新生婴儿1 700万，0 ～ 3 岁婴幼儿约6 900万，其中城市的婴幼儿数量超过1 000万，相当于澳大利亚人口的总和。我国目前生育率明显偏低，仅为印度的60%，甚至低于美法英等发达国家，过低的生育率不利于经济的持续发展并加大了社会抚养的负担。随着国家逐步放开“双独、单独二胎”政策，有望在 5 年内新增1 800万新生儿。纸尿裤用量也会有较大的增长空间，婴幼儿纸尿裤2014/2015销量增长预计由4.7%/4.9%显著提升至7.7%/10.6%。随着我国人民生活水平的不断提高和医疗技术水平的不断进步，人们的寿命越来越长，人口呈高龄化发展趋势，而其中失禁人口的比例也随之不断增长。因此，中国婴儿、成人纸尿裤市场呈现快速增长的趋势，纸尿裤市场潜力巨大。

2 改进型切丝系统技改背景

烟台泰和新材股份公司九期项目所采用的纺丝机台为日本TMT公司的459型氨纶纺丝机，该设备经过多年改造升级，智能化程度、控制集成度及运行稳定性都有很大的提高，可生产目前市场上大多数型号的氨纶丝。在粗旦丝尤其是针对纸尿裤制造所需要的420 ～ 1 050 D的氨纶丝生产时，由于纸尿裤生产厂家对氨纶卷筒有特殊的要求，即在丝饼切换的同时，需要在丝饼纸筒的边缘预留出一定长度的氨纶丝，其目的是为了在纸尿裤的生产中不产生断头，使生产连续，提高效率和减少原材料的损耗。这样目前的TMT纺丝机台就不能满足该要求，必须对设备进行技术改造。

3 切丝系统改造方案

根据纸尿裤生产企业的实际反馈，对TMT纺丝机台的切换摆刀机电部分进行了拆解和探究。经过反复观察和实验发现，TMT机台控制集成度较高，部分控制节点有专利和技术保密的情况。所以放弃了对机台本体系统的改造，改为在机台切丝系统上做文章，重新加工制作切刀，并对其加装单独的控制系统。切丝系统总体改造方案如图 1 所示。

3.1 切丝系统机械改造

利用TMT机台原摆臂切刀，将其拆解，对切刀部分进行机械加工改造，以适应改造整体机械要求。机械改造后的切刀机构图如图 2 所示。

图 3 为改造后的切刀动作示意图。其中，1 为摆臂，控制切刀的轴向运动；2 为切刀，用于切换时将丝从丝筒上切断；3 为丝饼，为纺丝卷绕成品；4 为切刀位置传感器，用于监测切刀位置，到位后按程序执行切刀水平动作；5 为切刀水平运动执行气缸，用以执行切刀的水平运动。

3.2 切丝系统电气控制

当卷绕丝饼满卷，摆臂作轴向运动，将切刀抬起。到位后触发切刀位置传感器经逻辑模块控制执行气缸水平运动，将氨纶丝推离纸管中心，待切换完成后将丝缠绕在空纸筒的外缘。此时逻辑模块延时完成，切刀复位，摆臂复位，控制完成。电气原理如图 4 所示，其中，控制部分采用西门子公司的LOGO！，通用逻辑模块作为逻辑控制中心，选用SMC公司的传动气缸和传感器作为控制执行和反馈机构。

如图 4，控制回路由外部提供24 VDC，将磁电开关接入LOGO！逻辑模块的输入端I1，将切刀位置传感器接入输入端I2，逻辑模块的输出端Q1连接控制执行气缸的电磁阀。图 5 为切刀的延迟控制梯形图程序。

此控制系统只描述了单台机台设备的控制方法，在此基础上只需增加相同的梯形图语句，就可增加至同时控制 4个纺织机台的功能。

4 结束语

此次技术改造使得纺丝机台生产的卷绕丝饼在切换后，在直筒边缘能够成功留头，使得纸尿布生产企业在生产过程中，不需要手动留头，实现了下游客户的连续生产。这种丝筒的侧切口留头技术，大大降低下游企业工人的工作量，提高了生产效率，对于提高其产品质量和提升经济效益具有重要意义。

参考文献

[1] 胡琛瑜.粗旦丝的生产现状及存在的主要问题[J].现代纺织技术，2002（1）：24-26.

[2] 白木.纸尿裤市场发展综述[J].湖北造纸，2004（3）：31-33.

[3] 张曙光.泰和新材：飞跃蝶变 再创新高[J].中国纺织，2012（2）：57.

[4] 徐祥.剪切刀在切边卷绕机中的应用及技术改进[J].非织造布，2012（3）：45-47.

[5] 殷兴光，梁春绒.PLC在特种构件卷绕机系统中的应用[J].科技创新导报，2011（13）：105.

[6] 黄凤根，成玲，魏建，等.高速纺丝卷绕机的机电一体化技术[J].合成纤维，2004（1）：25-26.

摘要：粗旦氨纶丝作为下游纺织企业的主要原材料，在市场中占有较大比例。针对纸尿布生产企业在使用420 ～1 050 D粗旦氨纶丝纺丝丝饼时，在生产线上无法抽头，不能够实现连续生产，易造成材料浪费和生产效率降低的现象，泰和新材投资20多万元对纺丝卷绕机台切丝系统进行机械和电气改造，最终产品用户反馈效果良好，大大降低了纺织工人的劳动强度，提高了生产效率。

关键词：粗旦氨纶；纺丝机台；纸尿布；泰和新材

中图分类号：TS103.7 文献标志码：A

Improvement of Cutting System and Its Application in Heavy-denier Spandex Textiles

Abstract： As the main raw material for the downstream textile enterprises， heavy-denier spandex accounts covers high market share. However， some downstream users， mainly disposable diaper producers meet problems when using 420 D to 1050 D spandex package， as it is difficult for them to take out during production， thus cant realize continuous production， causing material waste and low production efficiency. To solve the problem， Tayho Advanced Materials Co.， Ltd. invests more than CNY 200 000 in mechanical and electrical transformation of the cutting system on winding machine. The resulted product received loud applause from customers for its advantages of reducing labor intensity of operators and increasing production efficiency.

Key words： heavy-denier spandex； spinning machine； disposable diaper； Tayho Advanced Materials

烟台泰和新材料股份有限公司是专业从事高性能纤维研发、生产及应用开发的国家级高新技术企业，中国高性能纤维的开拓先锋和行业龙头。其九期车间的主要产品为 420 ～1 050 D的粗旦丝，主要应用于纸尿裤产品的加工制造。

1 国内纸尿裤市场现状

纸尿裤是一种抛弃式的尿裤，由无纺布、棉和氨纶等材料制成，包括幼儿专用和成人专用两种。中国每年新生婴儿1 700万，0 ～ 3 岁婴幼儿约6 900万，其中城市的婴幼儿数量超过1 000万，相当于澳大利亚人口的总和。我国目前生育率明显偏低，仅为印度的60%，甚至低于美法英等发达国家，过低的生育率不利于经济的持续发展并加大了社会抚养的负担。随着国家逐步放开“双独、单独二胎”政策，有望在 5 年内新增1 800万新生儿。纸尿裤用量也会有较大的增长空间，婴幼儿纸尿裤2014/2015销量增长预计由4.7%/4.9%显著提升至7.7%/10.6%。随着我国人民生活水平的不断提高和医疗技术水平的不断进步，人们的寿命越来越长，人口呈高龄化发展趋势，而其中失禁人口的比例也随之不断增长。因此，中国婴儿、成人纸尿裤市场呈现快速增长的趋势，纸尿裤市场潜力巨大。

2 改进型切丝系统技改背景

烟台泰和新材股份公司九期项目所采用的纺丝机台为日本TMT公司的459型氨纶纺丝机，该设备经过多年改造升级，智能化程度、控制集成度及运行稳定性都有很大的提高，可生产目前市场上大多数型号的氨纶丝。在粗旦丝尤其是针对纸尿裤制造所需要的420 ～ 1 050 D的氨纶丝生产时，由于纸尿裤生产厂家对氨纶卷筒有特殊的要求，即在丝饼切换的同时，需要在丝饼纸筒的边缘预留出一定长度的氨纶丝，其目的是为了在纸尿裤的生产中不产生断头，使生产连续，提高效率和减少原材料的损耗。这样目前的TMT纺丝机台就不能满足该要求，必须对设备进行技术改造。

3 切丝系统改造方案

根据纸尿裤生产企业的实际反馈，对TMT纺丝机台的切换摆刀机电部分进行了拆解和探究。经过反复观察和实验发现，TMT机台控制集成度较高，部分控制节点有专利和技术保密的情况。所以放弃了对机台本体系统的改造，改为在机台切丝系统上做文章，重新加工制作切刀，并对其加装单独的控制系统。切丝系统总体改造方案如图 1 所示。

3.1 切丝系统机械改造

利用TMT机台原摆臂切刀，将其拆解，对切刀部分进行机械加工改造，以适应改造整体机械要求。机械改造后的切刀机构图如图 2 所示。

图 3 为改造后的切刀动作示意图。其中，1 为摆臂，控制切刀的轴向运动；2 为切刀，用于切换时将丝从丝筒上切断；3 为丝饼，为纺丝卷绕成品；4 为切刀位置传感器，用于监测切刀位置，到位后按程序执行切刀水平动作；5 为切刀水平运动执行气缸，用以执行切刀的水平运动。

3.2 切丝系统电气控制

当卷绕丝饼满卷，摆臂作轴向运动，将切刀抬起。到位后触发切刀位置传感器经逻辑模块控制执行气缸水平运动，将氨纶丝推离纸管中心，待切换完成后将丝缠绕在空纸筒的外缘。此时逻辑模块延时完成，切刀复位，摆臂复位，控制完成。电气原理如图 4 所示，其中，控制部分采用西门子公司的LOGO！，通用逻辑模块作为逻辑控制中心，选用SMC公司的传动气缸和传感器作为控制执行和反馈机构。

如图 4，控制回路由外部提供24 VDC，将磁电开关接入LOGO！逻辑模块的输入端I1，将切刀位置传感器接入输入端I2，逻辑模块的输出端Q1连接控制执行气缸的电磁阀。图 5 为切刀的延迟控制梯形图程序。

此控制系统只描述了单台机台设备的控制方法，在此基础上只需增加相同的梯形图语句，就可增加至同时控制 4个纺织机台的功能。

4 结束语

此次技术改造使得纺丝机台生产的卷绕丝饼在切换后，在直筒边缘能够成功留头，使得纸尿布生产企业在生产过程中，不需要手动留头，实现了下游客户的连续生产。这种丝筒的侧切口留头技术，大大降低下游企业工人的工作量，提高了生产效率，对于提高其产品质量和提升经济效益具有重要意义。

参考文献

[1] 胡琛瑜.粗旦丝的生产现状及存在的主要问题[J].现代纺织技术，2002（1）：24-26.

[2] 白木.纸尿裤市场发展综述[J].湖北造纸，2004（3）：31-33.

[3] 张曙光.泰和新材：飞跃蝶变 再创新高[J].中国纺织，2012（2）：57.

[4] 徐祥.剪切刀在切边卷绕机中的应用及技术改进[J].非织造布，2012（3）：45-47.

[5] 殷兴光，梁春绒.PLC在特种构件卷绕机系统中的应用[J].科技创新导报，2011（13）：105.

[6] 黄凤根，成玲，魏建，等.高速纺丝卷绕机的机电一体化技术[J].合成纤维，2004（1）：25-26.