20170314 china asia textile forum rieter automation encnblowroom&...

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Automation  in  yarn  manufacturing

China  &  Asia  Textile  Forum  2017纺纱生产过程中的自动化

2017中国亚洲纺织论坛

Michael  Hubensteiner 胡本石 2017.03.14

Machines  &  Systems      设备与系统The  systems  supplier  – From  bale  to  yarn  for  4  spinning  technologies系统供应商—从棉包到纱线的四种纺纱技术

20160314      Automation  in  yarn  manufacturing              M.  Hubensteiner        

Air-­JetSpinning

RotorSpinning

SpinningPreparation  

FibrePreparation

RingSpinning

CompactSpinningCompactSpinning

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环锭纺纤维准备 纺纱准备 转杯纺紧密纺 喷气纺

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Automation   in  yarn  manufacturing纺纱生产过程中的自动化

• Point  of  departure  /  Introduction讨论的起点/背景

• Automation  by  Rieter立达提供的自动化

• Case  study:  Ring  mill  China案例分析:中国环锭纺纱厂

• SPIDERweb – Mill  Control  System蛛网纱厂管理系统

20160314      Automation  in  yarn  manufacturing              M.  Hubensteiner        

420160314      Automation  in  yarn  manufacturing              M.  Hubensteiner        

• Point  of  departure  /  Introduction讨论的起点/背景

• Automation  by  Rieter立达提供的自动化

• Case  study:  Ring  mill  China案例分析:中国环锭纺纱厂

• SPIDERweb – Mill  Control  System蛛网纱厂管理系统

Automation   in  yarn  manufacturing纺纱生产过程中的自动化

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• Automation in spinning mills is gaining importance in almost all markets aroundthe globe.纺纱厂自动化在全球几乎所有市场都越来越重要

• Labor shortage, reliability of mill staff and quality consistency are the maindrivers for this trend劳动力短缺、纺纱厂员工的可靠性和质量稳定性都是这一趋势的主要驱动因素

• The decision about the right degree of automation is not easy and requirescareful planning of the customer specific needs.确定自动化的适当程度不易,需要对客户特定需求进行仔细的规划

• It is important to find out the right balance between investment cost, complexityof the system and the real savings in labor force (and labor cost).在投资成本、系统复杂性和真正的劳动力节省(和劳动力成本)方面找到适当的

平衡是非常重要的

Point  of  departure  讨论的起点

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Automation   in  yarn  manufacturing纺纱生产过程中的自动化

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Substitution  of  labour  force Automation  not  too  complex

Market  requirements  regarding  automation

市场对于自动化的需求

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Automation   in  yarn  manufacturing纺纱生产过程中的自动化

代替劳动力 自动化不能过于复杂

13th Five-­year  Plan  2016  – 2020十三五规划(2016  – 2020)

Main  tasks  in  13th Five-­year  plan  in  China  Cotton  Spinning  Industry

中国棉纺行业十三五规划主要目标

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Main  index  target  in  period  of  "13th  Five-­year  Plan"

Items Index Unit 2015 2020 average  annual  growth   (%)

Economy  index

main  business  income -­ -­ 5  -­ 6total  profit -­ -­ 2  -­ 3exports  value -­ -­ 2  -­ 3investment -­ -­ 15

Production

spinning  capacity 10,000  spindles 12,000 10,000 -­ (3  -­ 5)weaving  capacity 10,000  machines 118 106 -­ (2  -­ 3)yarn  production 10,000  tons 1,850 2,000 1  -­ 1.5fabric  production 10,000  tons 585 610 1  -­ 1.5knitting  :  home  textile  :  garment  (yarn  consumption) rate 44:23:33 48:22:30 -­

Product  structure  adjustment

cotton  mill  consumption   10,000  tons 675 750 2MMF  mill  consumption 10,000  tons 1,260 1,550 3New-­type  fibre yarn 10,000  tons 115 180 8  -­ 9

Technology  upgrade

link  of  roving  &  ring  &  cone  winder  +  automatic  packing 10,000  spindles 230 2,000 50  -­ 55

compact  spinning 10,000  spindles 2,107 3,500 10  -­ 11air-­jet  spinning 10,000  positions 13.5 25.0 13high-­speed  weaving  looms 10,000  machines 38.0 53.0 6  -­ 7

Sustainable  development

comprehensive  power  consumption  (standard  coal  /  ton) % -­4.7 -­4.7 -­ (4  -­ 5)

Data  source:  CCTA

• Build  up  reference  of  intelligentialized and  digitalized  mills  (workshops)  with  features  of  automated  and  intelligentialized production,  online  monitoring  and  controlling  on  process  and  quality,  automatic  transportation  &  packing,  intelligent  stock,  intelligent  management.

• 开展以自动化和智能化生产、在线工艺和质量监控、自动输送包装、智能仓储、智能管理为主要特征的数字化、智能化工厂(车间)试点示范

• Spinning  capacity  with link  of  roving  &  ring  &  cone  winder  +  automatic  packing,  should  reach  20  million  spindles  in  2020  from  230,000  spindles  in  2015,  with  annual  growth  of  50%

• 配备粗细连,细络联,自动打包系统的纱锭数从2015年的23万锭,至2020年增长到2,000万锭,年增长率达到50%以上

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Automation   in  yarn  manufacturing纺纱生产过程中的自动化

• Point  of  departure  /  Introduction讨论的起点/背景

• Automation  by  Rieter立达提供的自动化

• Case  study:  Ring  mill  China案例分析:中国环锭纺纱厂

• SPIDERweb – Mill  Control  System蛛网纱厂管理系统

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Ringspinning  plant:  Process  overview

环锭纺纱厂:流程概览

20160314      Automation  in  yarn  manufacturing              M.  Hubensteiner        

Blowroom &  Carding        开清和梳棉

Drawframe并条

Combing  preparation  精梳准备

Combing    精梳

Drawframe并条

Roving      粗纱

Ringspin细纱

Cone  winding    络筒

Palletizing    码垛

stretching  &  labelling捆包&贴标

Automation   in  yarn  manufacturing纺纱生产过程中的自动化

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Step  1:  1000mm  cans  in  preparation  line

步骤1:前纺工序上的直径1  000  mm的条筒

20160314      Automation  in  yarn  manufacturing              M.  Hubensteiner        

Blowroom &  Carding        开清和梳棉

Drawframe并条

Combing  preparation  精梳准备

Combing    精梳

Drawframe并条

Roving      粗纱

Ringspin细纱

Cone  winding    络筒

Palletizing    码垛

stretching  &  labelling  捆包&贴标

Automation   in  yarn  manufacturing纺纱生产过程中的自动化

Automation   in  yarn  manufacturing纺纱生产过程中的自动化

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Step  1:  1000mm  cans  in  preparation  line

步骤1:前纺工序使用直径1  000  mm的条筒

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1220160314      Automation  in  yarn  manufacturing              M.  Hubensteiner        

Card            à Drawframe        à Lap  Winder            à Comber      à Drawframe

Automation   in  yarn  manufacturing纺纱生产过程中的自动化

Step  1:  1000mm  cans  in  preparation  line

步骤1:前纺工序使用直径1  000  mm的条筒

梳棉机 à 并条机 à 条并卷联合机à 精梳机 à并条机

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• Labor reduction: 40% less can movements between process steps

节省用工: 减少各个工序之间的条筒移动达40 %

• Efficiency: around 3% higher efficiency (especially lap winding)

效率: 提高效率达3 %(特别是条并卷工序)

• Quality: less manual sliver piecings

质量: 减少手工棉条接头

• Remark: becomes standard in green field projects

备注: 成为Green Field项目的标准

Step  1:  Customer  benefits

步骤1:客户受益

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Automation   in  yarn  manufacturing纺纱生产过程中的自动化

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Step  2:  Automation  in  the  combing  section  (ROBOlap +  SERVOlap)

步骤2:精梳工序的自动化(ROBOlap +  SERVOlap)

20160314      Automation  in  yarn  manufacturing              M.  Hubensteiner        

Roving      粗纱

Ringspin细纱

Cone  winding    络筒

Palletizing    码垛

stretching  &  labelling  捆包&贴标

Blowroom &  Carding        开清和梳棉

Drawframe并条

Combing  preparation  精梳准备

Combing    精梳

Drawframe并条

Automation   in  yarn  manufacturing纺纱生产过程中的自动化

Automation   in  yarn  manufacturing纺纱生产过程中的自动化

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Step  2:  Automation  in  the  combing  section  (ROBOlap +  SERVOlap)

步骤2:精梳工序的自动化(ROBOlap +  SERVOlap)

20160314      Automation  in  yarn  manufacturing              M.  Hubensteiner        

-­ ROBOlap棉卷自动接头系统

Automation   in  yarn  manufacturing纺纱生产过程中的自动化

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Step  2:  Automation  in  the  combing  section  (ROBOlap +  SERVOlap)

步骤2:精梳工序的自动化(ROBOlap +  SERVOlap)

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-­ SERVOlap棉卷自动运输系统

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• Labor reduction: elimination of manual lap transportation with trolleys

节省用工: 利用棉卷运输车无需人工运输棉卷

• Efficiency: 2% higher comber efficiency

效率: 提高精梳机效率达2 %

• Quality: better piecing quality (CV%)

质量: 提高接头质量(CV%)

• Remark: fast growing demand (industry standard in somemarkets already)

备注: 快速发展需求(在某些市场中已成为行业标准)

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Step  2:  Automation  in  the  combing  section  (ROBOlap +  SERVOlap)

步骤2:精梳工序的自动化(ROBOlap +  SERVOlap)

Automation   in  yarn  manufacturing纺纱生产过程中的自动化

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Step  3:  Transport  automation  from  Roving  to  Winding  (SERVOtrail  +  Link)

步骤3:从粗纱至络筒的运输自动化(SERVOtrail +  Link)

20160314      Automation  in  yarn  manufacturing              M.  Hubensteiner        

Automation   in  yarn  manufacturing纺纱生产过程中的自动化

Blowroom &  Carding        开清和梳棉

Drawframe并条

Combing  preparation  精梳准备

Combing    精梳

Drawframe并条

Roving      粗纱

Ringspin细纱

Cone  winding    络筒

Palletizing    码垛

stretching  &  labelling  捆包&贴标

1920160314      Automation  in  yarn  manufacturing              M.  Hubensteiner        

Automation   in  yarn  manufacturing纺纱生产过程中的自动化

Step  3:  Transport  automation  from  Roving  to  Winding  (SERVOtrail  +  Link)

步骤3:从粗纱工序至络筒工序的运输自动化(SERVOtrail +  Link)

SERVOtrail粗纱自动运输系统

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• Labor reduction: elimination of manual roving and cops transport节省用工:无需人工粗纱和管纱运输

• Efficiency: up to 5 % higher roving frame efficiency效率:粗纱机效率提高达5 %

• Quality:  improved  roving  quality  due  to  contact  free  transport质量:粗纱质量提高得益于无接触的运输

-­ no  uncontrolled  intermediate  storage  of  bobbins避免工序间存储纱管(粗纱和管纱)管理无序-­ prevention  of  material  mix-­up避免原料混淆

• Remark:  clear  must  for  modern  spinning  mills  备注:现代化纺纱厂标准配置

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Automation   in  yarn  manufacturing纺纱生产过程中的自动化

Step  3:  Transport  automation  from  Roving  to  Winding  (SERVOtrail  +  Link)

步骤3:从粗纱工序至络筒工序的运输自动化(SERVOtrail +  Link)

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Step  4:  Automatic  bobbin  handling  (cooperation  with  3rd parties)

步骤4:筒纱自动处理(与第三方合作)

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Automation   in  yarn  manufacturing纺纱生产过程中的自动化

Blowroom  &  Carding        开清和梳棉

Drawframe并条

Combing  preparation  精梳准备

Combing    精梳

Drawframe并条

Roving      粗纱

Ringspin环锭纺

Cone  winding    络筒

Palletizing    码垛

stretching  &  labelling  捆包&贴标

2220160314      Automation  in  yarn  manufacturing              M.  Hubensteiner        

Automatic  bobbin  transport  system                      Centralized  palletisation  system

Automation   in  yarn  manufacturing纺纱生产过程中的自动化

Step  4:  Automatic  bobbin  handling  (cooperation  with  3rd parties)

步骤4:筒纱自动处理(与第三方合作)

自动粗纱纱管运输系统 集中码垛系统

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• Labor reduction: elimination of manual bobbin handling and transport节省用工: 无需人工纱管处理和运输

• Efficiency: higher machine efficiency (especially at coarser counts)效率: 提升机器效率(特别在生产粗支纱时)

• Quality: consistent quality, no danger that bobbins are damagedduring manual handling

质量: 稳定的质量,在人工处理过程中无筒纱受损的风险

• Remark: trend in bigger mills, already standard in US.备注: 在较大的纺纱厂已成为趋势,在美国已成为标准。

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Automation   in  yarn  manufacturing纺纱生产过程中的自动化

Step  4:  Automatic  bobbin  handling  (cooperation  with  3rd parties)

步骤4:筒纱自动处理(与第三方合作)

2420160314      Automation  in  yarn  manufacturing              M.  Hubensteiner        

Automation   in  yarn  manufacturing纺纱生产过程中的自动化

• Point  of  departure  /  Introduction讨论的起点/背景

• Automation  by  Rieter立达提供的自动化

• Case  study:  Ring  mill  China案例分析:中国环锭纺纱厂

• SPIDERweb – Mill  Control  System蛛网纱厂管理系统

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Example:  Ringspinning  mill  for  Ne  30,  PES/CO  combed,  1’200  kg  per  hour

Management  Summary  (Case  study:  location  China)

管理总结(案例研究:中国)

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Automation   in  yarn  manufacturing纺纱生产过程中的自动化

示例:环锭纺纱厂加工纱线,Ne 30,涤/精梳棉,1  200  kg/h

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4  mill  types  with  different  degrees  of  automation.

20160314      Automation  in  yarn  manufacturing              M.  Hubensteiner        

Mill  Setup纺纱厂

Can  size  [mm]条筒尺寸

ROBOlap SERVOlap SERVOtrail Link  System细络联系统

Bobbinhandling筒纱处理

1 600/500 No无 No无 No无 No无 No无

2 1000/600 No  无 No  无 No  无 No  无 No  无

3 1000/600 Yes  有 Yes  有 Yes  有 Yes  有 No  无

4 1000/600 Yes  有 Yes  有 Yes  有 Yes  有 Yes  有

Automation   in  yarn  manufacturing纺纱生产过程中的自动化

Management  Summary  (Case  study:  location  China)

管理总结(案例研究:中国)

自动化程度不同的四种纺纱厂

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051015202530354045

Mill  setup  1 Mill  setup  2 Mill  setup  3 Mill  setup  4

Winding/LogisticRoving/RingCombingDrawingBR&Carding

Roving/Ringspinning  is  most  intensive  labour  process

粗纱/细纱工序是用工需求最大的工序

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-­ 33%

Number  of  operators  per  shift

43

39

30 28  (*)

(*)  corresponds  to  17  operators  /  10’000  Spindles    (3  shifts)

Automation   in  yarn  manufacturing纺纱生产过程中的自动化

每个班次的用工数量

(*)对应于17个挡车工/10  000锭(3个班次)

纺纱厂设置1          纺纱厂设置2            纺纱厂设置3            纺纱厂设置4      

络筒/运输粗纱/细纱精梳

并条

开清&梳棉

28

0

20

40

60

80

100

Mill  setup  1 Mill  setup  2 Mill  setup  3 Mill  setup  4

total  investment

yarn  conversion  cost  per  kgoperators  per  shift

Management  Summary:  the  total  overview

管理总结:总览

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in  percent  [%]

Remark:  base  for  calculation  are  Chinese  capital  and  labour  cost

Automation   in  yarn  manufacturing纺纱生产过程中的自动化

纺纱厂设置1      纺纱厂设置2        纺纱厂设置3        纺纱厂设置4      备注:计算基于中国资金和人工成本

用百分比表示[%

]

总投资

每千克纱的加工成本

每个班次用工

2920160314      Automation  in  yarn  manufacturing              M.  Hubensteiner        

Automation   in  yarn  manufacturing纺纱生产过程中的自动化

• Point  of  departure  /  Introduction讨论的起点/背景

• Automation  by  Rieter立达提供的自动化

• Case  study:  Ring  mill  China案例分析:中国环锭纺纱厂

• SPIDERweb – Mill  Control  System蛛网纱厂管理系统

SPIDERweb – Mill  Control  System蛛网纱厂管理系统

Competence  in  intelligent  control  increases  economic  viability  in  spinning.

智能控制系统提升纺纱生产的经济生存能力

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Customer  Benefits客户获益• Mobile  alert  for  quick  action• 移动终端报警可快速反馈• Energy  monitoring  for  optimized  consumption

• 能源监测可优化生产能耗• Quality  control  for  constant  yarn  properties

• 质量控制可确保纱线品质一致性• Climate  watch  for  optimal  production• 环境监测可优化生产过程• Assistant  modules  for  build  in  knowledge

• 辅助模块可建立专业能力储备• SPIDERweb for  high  productive  quality  spinning  

• 蛛网系统可确保高产、高质的纱线生产

SPIDERweb – Mill  Control  System蛛网纱厂管理系统

• More than 20 years experiencein production 超过20年的实际运行经验

• Online monitoring system fordaily production of spinning mill实时在线监测纺纱厂生产状况

• 9 modules to optimize millmanagement efficiency 九大模块协助优化工厂管理水平

• Real-­time fault diagnosis byRieter via connection with Rietercentral server 通过连接立达服务器实现故障实时诊断

Features  of  SPIDERweb蛛网纱厂管理系统的特点

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Raw  materialUtilization原料利用

Quality  level质量水平

Labour  Efficiency用工效率

Time  to  market市场反应

Asset  utilization资产使用

Energy  consumption能源消耗

Value  driver

ISM单锭监测

Wallboard壁挂显示屏

Client客户端

SPIDERweb蛛网系统

Alert报警

E

Energy能耗

Climate环境监测

Assistant辅助

Cockpit座舱显示

Existing  features  原有功能Value  driver价值驱动

New  feature  新增功能

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SPIDERweb – The  Modular  Concept蛛网系统 – 模块化设计理念

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WallBoard -­ SPIDERweb  data  at  a  glance

壁挂显示屏 –蛛网系统数据一目了然

20160314      Automation  in  yarn  manufacturing              M.  Hubensteiner        

Most  important  information  visible  for  the  operator  from  up  to  40  m  distance.为操作人员显示最重要的生产信息,可视距离达40米

• Displaying  information  for  the  machine  operator  

• 为设备操作人员显示生产信息

• Promotes  self  controlling

• 便于自我管理

• Leads  to  more  efficiency  in  spinning

• 提高纺纱生产效率

Cockpit  Module  座舱显示模块

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èMobile  report  of  the  most  important  spinning  mill  data  for  fast  remote  analysis.

è在移动终端(手机)上显示最重要的纱厂生产数据,实现远程快速分析

• Main  Selection  可供视图选项• Mill  Selection  工厂选择• Cockpit  座舱显示• Machine  list  设备列表• Single  machine  status  单机状态• Shift  Reports  班组报告• Preferences  自选设定

Mill  is  on  your  cell  -­ Overview  手机上的纺纱厂 –概述

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Alert  Module报警模块

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High  design  accuracy  of  components  for  best  fibre  selection

纺纱专件完美匹配各种纤维

20160314      Automation  in  yarn  manufacturing              M.  Hubensteiner        

• Mobile  brief  information  of  exceeded  alarm  limits  for  prompt  debugging

• 若实际生产中出现超出设定范围的情况,在移动终端(如手机)上显示故障信息,方便快速排除

• Main  Points  要点• Default    Setting  默认设定• Personnel  Setting  个人设定• Alert  警报• Filtering  信息过滤功能

Alert

SPIDERweb – The  Modular  Concept蛛网系统 – 模块化设计理念

Energy  Module  -­ way  to  a  sustainable  yarn  production

能耗模块 –通向可持续化纱线生产

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Yarn  count纱支

Cotton  Type棉花等级

Energy  (kWh)(Wh/kg)能耗

Advantages  优势

• Optimisation  of  energy  consumption  优化能耗• Provides  flexibility  for  analysing  with  customised  parameters.• 可灵活选择不同指标进行分析• Easy  conversion  cost  calculation  成本计算非常便捷

SPIDERweb  – The  Modular  Concept蛛网系统 – 模块化设计理念

Display  of  energy  consumption  per  quantity  of  yarn,  time  period  or  machine.  可按某时间段或某台设备显示生产每千克纱所需能耗,

Energy  Module  -­ way  to  a  sustainable  yarn  production

能耗模块 –通向可持续化纱线生产

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3%

9% 5%

83%

Rotor  yarn转杯纺

2%

8% 5%

85%

Air-­jet  yarn喷气纺

2% 6%3%6%

62%

21%

Ring  yarn环锭纺

Blowroom CardingDraw  frames RovingSpinning Winding

100  %  Viscose,  India,  Ne  30  100%粘胶,印度,30支

End  spinning  the  most  energy  consuming  process  step  in  spinning  followed  by  carding.  

后纺是整个纺纱工序中能耗最高的一环,紧接着是梳棉

37

THANK  YOU  FOR  YOUR  KIND  ATTENTION      谢谢大家!

Automation  in  yarn  manufacturing

纺纱生产过程中的自动化

3720160314      Automation  in  yarn  manufacturing              M.  Hubensteiner