3.5. Роботы в прядильном производстве

Для получения тканых материалов необходимо напрясть нитей и смотать их в бобины. Затем эти бобины устанавливают в ткацкие станки, которые вырабатывают ткань, широко используемую нами для изготовления различных предметов одежды.

Процесс получения текстильных нитей из натуральных или искусственных волокон начинается с их очистки, разрыхления и обработки для вытягивания отдельных волокон из всей массы в определенном, сориентированном направлении. Для этого с кипы сырья, поступающей со склада, снимают упаковку и разделяют кипу на отдельные слои для последующей подачи их в кипорыхлительную машину, которая перерабатывает поступающие слойные материалы в непрерывную ленту. Эта лента укладывается в специальные тазы, которые подаются затем к пневмомеханическим прядильным машинам. На прядильные машины устанавливают патроны, к ним присоединяют пряжу и начинается процесс прядения. Во время этого процесса необходимо вовремя замечать и ликвидировать обрывы нитей. Как только катушка наполнится нитями, ее надо снять с машины. Затем бобины передаются в ткацкие цехи для выработки тканей. В цехе бобины разбраковывают и подают к бункерам-накопителям ткацких станков.

Съем наработанной продукции на прядильных машинах является одной из самых трудоемких и монотонных ручных операций в текстильной промышленности. В нашей стране и за рубежом для решения этой задачи начинают широко применять робототехнику. Роботы, используемые в прядильном производстве для выполнения операций съема бобин с прядильных машин, имеют ряд характерных особенностей, присущих только этому виду производства.

Во-первых, роботу приходится манипулировать с тонким непрочным объектом - пряжей, поэтому его грузоподъемность должна быть очень мала, движения плавными и точными. Во-вторых, робот должен не только транспортировать бобины, но и взаимодействовать с технологическим прядильным оборудованием, отсюда большие ограничения накладываются на конструкцию робота и его габарит: он должен быть компактным, легко и быстро перемещаться в рабочей зоне, иметь малую массу. В-третьих, один робот, как правило, используется для обслуживания нескольких машин, поэтому для него должна быть создана транспортная линия, по которой робот может подходить к обслуживаемому им оборудованию. В-четвертых, робот должен иметь схваты, позволяющие оперировать с нитью и не рвать ее.

Эти особенности работы роботов, предназначенных для съема наполненных бобин с прядильных машин, не позволяют использовать с этой целью роботы общепромышленного назначения. Поэтому ведется разработка специализированных роботов, предназначенных для выполнения конкретных операций, к которым относятся:

обнаружение наполненной бобины и останов напротив нее;

съем полной бобины; обрезка нити у снимаемой бобины;

передача и установка снятой бобины на транспортирующее устройство;

установка пустой катушки на место снятой бобины.

На работу такого робота накладывается требование выполнять перечисленные операции без останова технологического процесса. А это возможно лишь тогда, когда после обрезки нити она будет одновременно заправляться для намотки на пустую катушку.

Кроме того, на пневмомеханических прядильных машинах наполненные бобины находятся сверху машины. Поэтому робот перемещается по транспортным линиям, проложенным под потолком. Это не будет загромождать машину и мешать доступу к ней обслуживающего персонала, а также сэкономит производственную площадь.

Научно-производственным объединением "Пензтекмаш" начат выпуск пневмомеханических прядильных машин ППМ-120, оснащенных манипулятором- автосъемником АС-120 для съема наполненных катушек с пряжей и установки на их место пустых катушек. Манипулятор последовательно обходит обслуживаемые им машины. Снятые катушки устанавливаются на транспортирующее устройство, размещенное в середине машины. Пустые катушки укладываются на специальную полку, их запас регулярно пополняется.

В состав промышленного робота, используемого на прядильных машинах ППМ-120, входят манипулятор с редуктором и электродвигателем, пульт управления и путепроводы для перемещения манипулятора-авто- съемника по фронту машин.

Технологические испытания машин ППМ-120 были проведены в г. Иваново на хлопчатобумажном комбинате им. Ф. Н. Самойлова. Результат однозначен: их применение позволяет автоматизировать операцию съема бобин, увеличить зону обслуживания машин одной прядильщицей на 12,7%. В функции прядильщицы входит обнаружение обрывов нитей и их устранение (присучивание).

Выпуск роботизированного прядильного оборудования начат рядом фирм Великобритании, Японии, ФРГ, ЧССР. При этом промышленные роботы являются неотъемлемой частью самих прядильных машин и работают вместе с ними в едином технологическом цикле. Контроль за целостностью нитей выполняет система электронных датчиков.

Делаются, попытки автоматического безузлового соединения оборванных концов нити. При этом специальный манипулятор обнаруживает оборванные концы нитей, отматывает их и направляет в специальный желоб присучивающей камеры. Концы нитей всасываются в присучивающую камеру и путем создания вихревого потока воздуха переплетаются, натяжение нити восстанавливается и после этого возобновляется процесс прядения.

Эти пути совершенствования прядильного производства предполагают широкое применение микроэлектроники и современной робототехники в разрабатываемом оборудовании. Благодаря этому становится возможной практическая реализация автоматического выполнения операций поиска оборванных концов нитей и их соединения, снятия наполненных бобин, технологической заправки нити на пустые катушки и установки снятых бобин на транспортирующие устройства.