三月南国，生机盎然。
在这个绿意浓浓却时而又春寒料峭的月份，中自传媒集团纺织机械行业自动化应用培训班3月24-25日在深圳举行，培训班邀请原纺织工业部机电研究所所长高孝纲教授和原纺织工业部机电研究所副总工程师、北京纺普电力电子有限公司总经理、董事长赵世凯先生作为主讲人，来自多家自动化、变频器、电机等生产企业的学员参加了为期两天的培训。
高孝纲老师
培训期间，本刊记者有幸对高孝纲教授进行了独家专访。高教授曾经任原纺织工业部机电研究所所长，几十年一直从事纺织机械机电及自动化研究，在该领域内拥有很高的造诣。近年，高教授虽然已从原工作岗位退休，但仍老骥伏枥，笔耕不辍，继续关注着纺织机械工业的发展，并用自己毕生的积累推动我国纺织机械工业的现代化进程，他于2009年编著出版《变频器、PLC在纺织工业中的应用》一书，成为纺机行业变频自动化发展的重要文献资料。
纺机行业伺服应用趋势明显
在纺织机械行业自动化进程中，伺服系统在扮演着越来越重要的角色。尽管目前本行业的伺服运动控制产品的使用比例较低，但是伺服产品在纺机上大量应用是发展趋势。目前，主要的纺机厂已经开发或者正在开发新的产品系列型号，这些新的型号属于原有的产品升级，具有更高的自动化水平和加工精度，易于更换产品品种，产品的品质得到提升，并且具有更高的单机生产能力。在这些产品中伺服电机取代了传统的机械机构，因此具有非常好的性能。
针对伺服产品应用数量仍然处于较低水平，高教授指出有两个原因。一是伺服技术发展相对滞后，是近年才呈现规模发展，纺机行业的普遍应用还需要一个过程；另一方面是伺服的价格竞争力不是很强，厂商倾向于选用成本较低的变频器产品。近年来虽然伺服产品价格有所下降，但仍然处于较高的水平，有一定劣势。
高教授介绍，纺机用交流伺服电机的发展只有近十几年的时间，随着其数字化发展，如今在行业得到了越来越广泛的应用。上世纪90年代以前的化纤机械中使用的是磁滞同步电机，但因为功率因素低，单向功率小，使用效果不太理想，而后才采用了永磁式同步电动机，一直发展到现在仍以此种电机为主，特点是性价比有很大提高，磁力线切割同步，控制容易简单，控制性能有所提高，从而得到广泛应用。
目前，交流伺服电机以其控制精度高、运行平稳、可靠性强、响应速度快以及过载能力比较高的特点，被广泛应用为运动控制执行元件，将电信号转化为位移、转角、角速度等运动信号，大多采用半闭环控制方式。高教授预测，随着各大厂商近年来对伺服应用的愈加重视并为此做了大量的工作，伺服电机在纺机行业的发展步伐明显加快，预计每年都有3000到4000套的新增使用规模。
伺服典型应用大放异彩
在具体的纺机大类中，高教授介绍说，化纤、棉纺、织造、印染等机械子类中应用的伺服系统比较多，毛纺机械中也有应用，但数量不多，功能主要集中在位置和速度的精确定位，而在张力控制方面多数还使用变频器来控制。
首先最典型的应用例子是，现今绝大多数圆网印花机设备上都配套有伺服电机，由于工业的发展要求产品质量和数量的大幅度提升和劳动力成本的节约，在圆网印花机上为了使各种套色的圆网准确在运动的花布上进行准确定位，每个套色圆网筒上均装配一套伺服电机系统进行相应的控制，所控制的参数包括速度和位置的精确计算，以确保不出现套色重叠和错位的现象。
同样，在平网印花机上，辊子机械装置带动导带上的花布进行间歇性前进。停歇过程中，上部的刮印机构下降，将各种花色印在指定的区域，这里就使用了伺服电机进行位置的精确控制，从而保证所生产的都是正品布匹。
伺服的另一个典型应用是在纺织机械中的假捻变形机上，由于机身中装有一根细长轴，若只在一端进行电机驱动，轴的另一端就很容易抖动，不能确保整个轴的稳定运行，此时就需要在另一端装上从动伺服电机，由主令电机提供位置信号，保证两端伺服电机的位置同步，避免因为轴端的跳动导致丝线的断裂影响整体设备的稳定性。
另外，细纱机的钢令板的升降过程也应用了伺服电机的控制，因为钢令板的升降不能出现停顿和跳跃，需要在上下运动过程中采用伺服控制，这个市场近年的细纱机新增容量都在好几千台，甚至达到一万台的规模，但目前伺服的应用却不多，有较大的市场空间。
寄语中国纺机工业
关于中国纺织机械工业，高教授还为记者讲述了上世纪50年代一段不为人知的历史。1956年，纺机工业曾经被归属在当时的机械工业部，而由于纺织机械的结构复杂性和种类之庞杂，而且部门之间协作配合十分麻烦，机械工业部一直难以对其进行有效的管理和指导，为了促进纺机行业的发展，半年之后，便又回归纺织工业部，这样，我国的纺织机械行业才有效地利用纺织工业的各种资源顺利地走上健康的发展之路。所以，纺织机械之复杂，于此可见一斑。
但经过几十年的发展，如今的纺机呈现出机械构造越来越简单，而电气设备越来越多的特点，这和几十年前形成鲜明的对比。纺机设备的电气自动化改造为我国纺织业提高制造技术水平、改善产品质量立下了汗马功劳。然而，高教授强调，我国的纺机制造水平还处于世界的二流三流水平，布匹质量和服装加工工艺都和西方发达国家有很大的差距，国内一件衬衫可以做到几十块钱，相反国外的可以卖到上千元，除了品牌附加值之外，纺机制造水平、服装加工工艺都是背后看不到的价值实力。另外，在纺织机械的电气自动化改造方面，国内的自动化产品与外国有相当大的差距，应用广泛的化纤机械上大多使用外国的品牌，以伺服产品为例，只有一些棉纺和无纺布机械使用的国产伺服相对多一些。
关于中国纺机工业的未来，高教授还是抱有很大的期望。首先我国纺织业在全球已经占有很大的比重，在很多市场都是世界第一，特别是加入WTO之后，国外取消对中国纺织品进口配额政策之后，我国纺织业发展进入快车道，对纺织机械数量和质量的需求都处于高位增长态势；另外，与其他发展中国家相比，我国纺机制造水平还处于领先位置，每年都有上百亿元的出口量，产品遍及印度、日本、俄罗斯、南美以及其他（东）南亚国家。随着市场和技术的发展，高教授表示相信，中国的纺机工业水平一定会在未来某个时候赶上西方发达国家。
采访临近结束，高教授向记者表示，虽然局限于中国工业的整体发展水平，虽然还有一些科研体制机制囿于一己之力无法改善的遗憾，但任何事业都需要一个过程，只要我们每个人做好属于自己的本职工作，就是对我国纺机整体事业的一份推动，这样我国纺机工业的辉煌未来就是可以期待的。
高教授对纺织工业的寄语，也是沉甸甸的希望，令记者印象深刻。他用几十年的丰富积累仍然默默无闻地奉献于这个行业，十分令人感佩，笔者相信我国的纺机行业一定会通过一代代人前赴后继的努力，最终如高教授所期望的那样，在不久的将来实现产业的再一次腾飞！
×
