适用于各种纺纱设备、任意加工流程的工艺自动设计方法与流程

本发明涉及一种适用于各种纺纱设备、任意加工流程的工艺自动设计方法。

背景技术

纱线质量与纺纱原料、纺纱工艺密切相关。长期以来，由于纺纱技术被看作为传统的、简单的生产技术，其工艺设计基本依赖于工程师的经验而采用手工方法设计。

但是，随着当今社会对纺织品多样化、个性化的要求增加，纺纱生产中小批量、多品种的纱线订单越来越多，因此，在现代大规模工业化纺纱生产中，依赖于人工的传统的工艺设计方法以及管理手段就很不适应生产要求。因为，纺纱生产过程包括原料选配、开松、梳理、并合、牵伸、加捻、卷绕等多个环节；纺纱系统有环锭纺纱、气流纺纱、涡流纺纱、摩擦纺纱、自捻纺纱、静电纺纱等各种各样系统；纺纱生产使用的设备多种多样，生产流程也多种多样，不同企业、或同一企业都有可能使用多种不同型号的纺纱设备、不同的纺纱方法和不同的纺纱工艺流程。因此，纺纱工艺设计十分繁琐、复杂。一般说来，纺制精梳纱涉及设备工艺参数达600多个，纺制粗梳纱达500多个。在这样一种流程长、工序多、机台多、变化多的生产过程中，如果没有现代化的设计与管理系统，其工作的艰巨性是可想而知的，其工作效率和正确也是难以保证的。对此，纺纱企业急切地期待着先进的纺纱工艺自动设计方法在生产中应用。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种实现纺纱工艺设计自动化的适用于各种纺纱设备、任意加工流程的工艺自动设计方法。

本发明的技术解决方案是：

一种适用于各种纺纱设备、任意加工流程的工艺自动设计方法，其特征是：包括下列步骤：

（1）预先建好纺纱各个工序“抓棉、开棉、混棉、给棉、成卷、梳棉、头并、二并、三并、预并、条卷、并卷、精梳、粗纱、细纱、后加工”的机型数据库和纺纱规则库；机型数据库包含不同纺纱设备、不同纺纱系统的机器型号、对应每个机型分别建立各自的速度库、牵伸库、密度库、捻度库；纺纱规则库包含来自于纺纱生产中积累的各个工序一般定量大小、牵伸大小、牵伸效率、捻度范围、加捻效率的基本规则；

（2）预先为各工序设计一个工艺数据库；每个库包含纱线品名、各个工序本身的工艺项目，用于保存所有设计的工艺；

（3）在纺纱工艺设计软件界面，设置“纺纱基本参数：纱线品种、纱线属性、各个生产工序并合数、选用原料”的参数输入列表，供用户输入纺纱基本参数；

（4）在纺纱工艺设计软件界面，放置“抓棉、开棉、混棉、给棉、成卷、梳棉、头并、二并、三并、预并、条卷、并卷、精梳、粗纱、细纱、后加工”各个工序选择按钮及其机型选择列表框、以及工序间连接线，供用户任意选择纺纱流程及其生产设备；

（5）用户根据纺制的纱线基本要求输入纺纱基本参数，选择纺纱流程；用户选择流程时既可把任意一道工序作为起始工序，也可间隔选择工序，只要工序间存在连接线，但必须含细纱工序；

（6）根据用户输入的纺纱基本参数、选择的纺纱流程和生产设备，按如下步骤自动计算定量、牵伸倍数、捻度工艺，形成工艺设计草案：

1）先从纺纱规则库中初步选择与纺纱流程对应的各工序的定量，按前后相连工序定量之比，也就是同一工序的输入输出定量之比，计算各个工序的实际牵伸倍数；

2）再到与生产设备对应的各个机型牵伸数据库中查找与计算的实际牵伸最接近的记录，得到机械牵伸倍数及其对应的牵伸齿轮或变频参数；

3）再以此机械牵伸倍数和从规则库中获得的牵伸效率，计算各个工序的实际定量；

4）从纺纱规则库中初选捻度，在牵伸齿轮或变频参数约束下，再到机型捻度数据库中查找与初选捻度最接近的记录，进一步得到机械捻度和捻度齿轮或变频参数；

5）由机械捻度和从规则库中获得的加捻效率，计算各个工序的实际捻度；

6）再以各工序输入定量和牵伸计算各个工序的输入输出速度，再在牵伸齿轮、捻度齿轮或变频参数的限制下，到机型速度库和机型密度库中查找最接近的记录，得到速度齿轮、密度齿轮或变频参数；

（7）在完成工艺设计草案后，即通过计算确立了定量、牵伸、捻度等工艺后，分以下两种情况设计其它工艺：

1）如果工艺数据库中没有其它工艺的历史记录，那么，通过人工参与进行引导设计；引导设计的目的是通过人工参与将一些重要参数设计得更加合理，其过程主要还是由计算机完成；对于任意一种机型，只要存有三次以上通过引导设计的引导工艺即可；

2）如果工艺数据库中存有其它工艺的历史记录，那么，根据工艺参数历史记录，计算机通过回归分析分别对各个其它工艺动态建立其与各工序定量的经验方程aij=f(wi)；此方程中aij代表第i道工序的第j个其它工艺，wi代表第i道工序的定量；将工艺设计草案中确定的各工序定量带入此方程即可自动得到其它工艺的新参数；

（8）将每个工序以各自独立的工艺卡形式显示于计算机屏幕，自动完成各个工序的工艺设计；

（9）以报表格式打印输出所设计的工艺。

本发明提供可一种适用于各种纺纱方法、各种纺纱设备、任意加工流程的工艺自动设计的方法与技术，实现纺纱工艺设计自动化。能够满足不同纺纱设备的应用要求；能够满足不同纺纱系统的应用要求；能够满足不同纺纱流程的应用要求。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是输入基本参数和选择工艺流程示意图。

图2是纺纱程工艺报表。

具体实施方式

一种适用于各种纺纱设备、任意加工流程的工艺自动设计方法，包括下列步骤：

（1）预先建好纺纱各个工序“抓棉、开棉、混棉、给棉、成卷、梳棉、头并、二并、三并、预并、条卷、并卷、精梳、粗纱、细纱、后加工”的机型数据库和纺纱规则库；机型数据库包含不同纺纱设备、不同纺纱系统的机器型号、对应每个机型分别建立各自的速度库、牵伸库、密度库、捻度库；纺纱规则库包含来自于纺纱生产中积累的各个工序一般定量大小、牵伸大小、牵伸效率、捻度范围、加捻效率的基本规则；

（2）预先为各工序设计一个工艺数据库；每个库包含纱线品名、各个工序本身的工艺项目，用于保存所有设计的工艺；

（3）在纺纱工艺设计软件界面，设置“纺纱基本参数：纱线品种、纱线属性、各个生产工序并合数、选用原料”的参数输入列表，供用户输入纺纱基本参数；

（4）在纺纱工艺设计软件界面，放置“抓棉、开棉、混棉、给棉、成卷、梳棉、头并、二并、三并、预并、条卷、并卷、精梳、粗纱、细纱、后加工”各个工序选择按钮及其机型选择列表框、以及工序间连接线，供用户任意选择纺纱流程及其生产设备；

（5）用户根据纺制的纱线基本要求输入纺纱基本参数，选择纺纱流程；用户选择流程时既可把任意一道工序作为起始工序，也可间隔选择工序，只要工序间存在连接线，但必须含细纱工序；

（6）根据用户输入的纺纱基本参数、选择的纺纱流程和生产设备，按如下步骤自动计算定量、牵伸倍数、捻度工艺，形成工艺设计草案：

1）先从纺纱规则库中初步选择与纺纱流程对应的各工序的定量，按前后相连工序定量之比，也就是同一工序的输入输出定量之比，计算各个工序的实际牵伸倍数；

2）再到与生产设备对应的各个机型牵伸数据库中查找与计算的实际牵伸最接近的记录，得到机械牵伸倍数及其对应的牵伸齿轮或变频参数；

3）再以此机械牵伸倍数和从规则库中获得的牵伸效率，计算各个工序的实际定量；

4）从纺纱规则库中初选捻度，在牵伸齿轮或变频参数约束下，再到机型捻度数据库中查找与初选捻度最接近的记录，进一步得到机械捻度和捻度齿轮或变频参数；

5）由机械捻度和从规则库中获得的加捻效率，计算各个工序的实际捻度；

6）再以各工序输入定量和牵伸计算各个工序的输入输出速度，再在牵伸齿轮、捻度齿轮或变频参数的限制下，到机型速度库和机型密度库中查找最接近的记录，得到速度齿轮、密度齿轮或变频参数；

（7）在完成工艺设计草案后，即通过计算确立了定量、牵伸、捻度等工艺后，分以下两种情况设计其它工艺：

1）如果工艺数据库中没有其它工艺的历史记录，那么，通过人工参与进行引导设计；引导设计的目的是通过人工参与将一些重要参数设计得更加合理，其过程主要还是由计算机完成；对于任意一种机型，只要存有三次以上通过引导设计的引导工艺即可；

2）如果工艺数据库中存有其它工艺的历史记录，那么，根据工艺参数历史记录，计算机通过回归分析分别对各个其它工艺动态建立其与各工序定量的经验方程aij=f(wi)；此方程中aij代表第i道工序的第j个其它工艺，wi代表第i道工序的定量；将工艺设计草案中确定的各工序定量带入此方程即可自动得到其它工艺的新参数；

（8）将每个工序以各自独立的工艺卡形式显示于计算机屏幕，自动完成各个工序的工艺设计；

（9）以报表格式打印输出所设计的工艺。