國內棉紡織廠細紗短機一般都沿用著人工落紗方式，勢必造成人工成本高、設備生產效率低，影響企業的經濟效益。現探討細紗短機使用智能落紗機器人落紗的可行性。實踐證明，它是解決當前紡織企業招工難和用工成本高等問題的有效途徑之一。
眾所皆知，紡織企業具有用人多、難管理等特點。企業要積極響應國家“智能化生產”號召，創新紡織行業智能生產模式，通過信息技術改造傳統紡織產業，實現了管理過程信息化、制造過程自動化和車間生產智能化。對細紗機進行落紗智能化改造，目前已有52臺國內外一些先進的細紗機長車采用全自動集體落紗，還有325臺（約14萬錠生產規模）細紗短機仍沿用傳統的人工落紗的方式。如下闡述細紗智能型落紗機器人與在用的細紗長機集體落紗和與人工落紗的情況，并作對比，闡明各自落紗形式的優缺點。
1 各種技術方案的優缺點和性價比分析
1.1 細紗長機自動集體落紗系統
細紗長機自動集體落紗系統一般是應用于新上細紗長機，也有用于老機改造的，其落紗效率高、用工少，留頭率相對高，較好地解決了自動落紗問題。不足之處是占地面積大，設備成本及費用很高（一臺細紗機配一臺自動落紗設備），對細紗機器材錠子和筒管要求高。若延用原有錠子和筒管易造成拔紗、插管動作有誤，造成改造后細紗機的實際使用情況與需要達到的期望值不符。改造的與原配集體落紗裝置在許多使用技術性能指標上有較大差距，從而會降低其可靠性和穩定性。
1.2 智能化落紗機器人
智能落紗機器人實質是三維立體機器人，是一款集電磁感應、光、機、電、氣全程自動控制的智能型落紗車。主要機構由控制面板、升降氣缸、氣囊抓管器、5組伺服電機、割紗機構、插管機構和拖鏈機構等組成，通過光電、位移傳感器檢測信號對機械動作進行準確定位，經PLC處理后，全機主要動作通過伺服電機控制和壓縮空氣氣動元件智能驅動，由操作面板控制實現一鍵操作，再通過智能控制，實現落紗機自動行走、自動拔管、自動插管、滿管收集和自動返回全過程自動落紗。一般可1臺智能落紗機器人配對30臺細紗機，其結構巧妙合理、自動化程度高，能夠在不損傷紗線的前提下拔除紗管，使大量使用普通錠子的細紗機能夠實現自動落紗。智能落紗機器人每組由2人操作。操作測定智能落紗機自動落紗標準工時：從落紗前準備到完成落紗任務，落紗機返回時開機生頭，整個落紗過程中停機時間為80s。
1.3 人工落紗工作效能
以FA506型細紗機（420錠）為例，人工落紗每組4人，完成一臺落紗工作經測試大約需要120~130s，由于落紗工人的工作熟練程度、勞動強度、工作的連續性和緊湊性等人為因素影響，造成落紗時間還會延長。
2 方案的選擇和優勢
經過對設備性能、用工管理和投資成本等綜合因素對比，在短車老紗機上落紗改造方案的選擇上，首選采用智能落紗機器人，通過進行技術改造，以機器換人，減輕生產工人勞動強度和減少用工，緩解企業生產成本高和招工難的問題。其優勢分解如下。
2.1 落紗時間較短
每一落紗用時80s，比人工落紗快，理論標準工時每次落紗相差43s。由于工作熟練程度、人的體能、工作的連續性和緊湊性等原因，實際人工操作與標準工時相差甚遠，而由于是機械自動操作，智能落紗機自動落紗實際操作的用時與標準工時相差不大，而且能夠保證工作的連續性、緊湊性不受人的體能、操作熟練程度影響。
2.2 留頭率有所提高
人工落紗時，由于手握持管紗拔取，接觸管紗表面，易產生人為操作斷頭。拔管時拉斷紗留的尾紗，長短不一，位置參差不齊，造成開車時斷頭多。而智能落紗機抓管器是采用抓手氣囊、握持紗管頂部的拔紗方式，在整個落紗過程中抓管器不接觸管紗的表面，管紗入滿紗框后，割紗刀架快速運動割斷紗，尾紗長短一致，因此管紗成型不受破壞，不會損傷紗線，保證了管紗的質量。
智能落紗機配置了2臺伺服電機，負責聯合控制拔紗裝置。拔管傳感器射出光點來確認落紗機位置，控制電磁式打管器，使12只拔紗器和陸續插管能精確、可靠地按規定的運行軌跡完成拔管、插管動作，達到了定位“準、快、穩”，運行更可靠，確保垂直拔紗、插管，實現了落紗后較高的留頭率。根據實際測定統計分析數據表明，智能落紗機相比人工落紗留頭率高出8.5個百分點。
2.3 減少用工
原來每個落紗小組由4人組成，最多可負責30臺細紗短車，325臺細紗機需11組，4人/班，每組3班，則需132人。現已購進14臺智能落紗機器人，每臺機器人負責落紗，1人/班，3個班，共需42人，總減少用工132-42＝90（人）。
3 智能落紗機器人的操作使用特點
3.1 操作流程
一臺智能落紗機僅需一人操作，工作內容是：上空管—通電—通氣—輔助落紗機上軌道—落紗跟蹤觀察—落紗完畢細紗機開車啟動—落紗機自動返回—檢查紗線并接斷頭—卸滿紗—下一落紗準備。
3.2 操作方式
完善的設計使智能落紗機操作變得極為簡單，一鍵操作即可完成整個落紗動作過程。
3.3 人員要求
對操作工體能、文化程度、操作熟練程度沒有特別要求，一臺智能落紗機重量約150kg，無論男女或年紀大小的新工人只要培訓半天，就能直接上崗輕松操作。
3.4 智能化落紗車缺點
一次動作拔12個滿管，一次插一個空管，效率相對降低，落紗小車還需要人工駕駛。
3.5 “三率”指標
智能落紗機器人采用多功能的氣囊式抓管機構設計，以及高效率的旋轉留尾紗技術設計等，使得拔管準確率平均達99%，插管準確率平均98%，開車后留頭率平均97%。留頭率的提高，對下次生頭工技能要求有了降低。
3.6 智能化落紗車能很方便地實現對老機的改造
兩臺智能化落紗車組成一組，可以滿足30~40臺細紗機的落紗。兩臺落紗機為一個落紗組，落紗機可分左右手，也可以不分左右手，方便使用廠家選擇。
4 智能落紗機器人的改造對器材的要求
智能落紗機器人對器材的要求為：
不需要對錠子及筒管的專門改造，能適應光錠桿、鋁錠桿落紗；可與任何新老環錠細紗機配套使用;該機垂直錠桿拔管、插管，不接觸管紗表面，拔管模擬人工搓旋，使紗管預先脫離錠子，不傷錠子和紗管;器材消耗主要是氣囊，使用壽命根據光錠桿和鋁錠桿種類不同，一般在1~5個月不等，一個氣囊價值10元，運行費用低。
5 使用智能落紗機器人對管理的要求
5.1 落紗時要將錠桿拔起
使用智能落紗機器人存在著落紗機落紗時經常把錠子一起拔起的情況，故應通過把錠腳失效的錠子逐步維修或更換，保證鋼領板平齊，
隔紗板進出位置統一，葉子板高低一致，錠子高低一致。
5.2 更換刀片防止紗尾割不斷
落紗時，剪刀有時割不斷紗尾，致使小車在行走時扯斷紗，造成紗過長，通過及時更換尾紗刀片，使其始終保持鋒利狀態，避免割不斷現象的發生，建議使用進口刀片，使用壽命長，減少了更換次數。
5.3 減少高管避免錠桿纏回絲
細紗落紗時不可避免地在錠桿上會留有回絲，使用能落紗機器人時的紗尾比人工落紗的紗尾要長，更容易增加回絲。生成回絲的根源主要是細紗管天眼堵塞，造成高管現象。另外，適當調高細紗的始紡位置，也能減少回絲量。經過一段時間的實踐，回絲明顯減少，
大大提高了落紗效率，問題得到了解決。
6 結語
企業使用智能落紗機器人一年多來，測試公司所有機型、所有品種、所有的不同紡紗型式（有普通紡、緊密紡、賽絡緊密紡和色紡等）、不同的錠子結構（光錠桿和鋁錠桿）。其測試結果為：拔管率：99.9%；插管率：99.9%；留頭率：94.4%，整體效果滿意）智能落紗機器人的使用也讓企業看到自身存在的問題，同時認識到，對于新技術的推廣應用，作為使用者應具備積極態度，不能一味地依賴廠家，應對不適應的細紗機進行對應調整，并實施一系列相應的技術措施和管理制度改革。
使用智能落紗機器人可以實現節省落紗時間、降低勞動強度和提高勞動生產率。這是當前紡織企業解決招工難和用工成本高等問題的有效途徑之一。
另外，使用了智能落紗機器人后，給公司一個新的挑戰，在后紡自動落筒機配備了自動理管機，直接把空管分別大小頭整齊擺放到空管箱，又是一個節省人工的好項目。
