阅读说明：本技术 一种熔体纺丝和卷绕纱线的方法 (method for melt spinning and winding yarn ) 是由 任宪明 杨旭东 李士刚 B·舒马赫 于 2018-07-19 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种熔体纺丝和卷绕纱线的方法,聚合物熔体通过多个纺丝泵被输送至多个喷丝位的多个纺丝组件,所述纺丝组件将所述聚合物熔体分别挤出成多根纱线,所述纱线被卷绕成多个筒子,其中,一个所述喷丝位包括多个所述纺丝组件,清扫机器人受机器控制装置控制,以清扫所述喷丝位的纺丝组件。为了使得所有喷丝位在合理的时间内被自动清扫,其中一个清扫机器人负责清扫的多个喷丝位被分为若干喷丝位组,所述一个清扫机器人分别在一定清扫时长内,对所述若干喷丝位组依次清扫。(The invention discloses methods for spinning and winding yarn by melt, wherein polymer melt is delivered to a plurality of spinning packs of a plurality of spinning positions by a plurality of spinning pumps, the spinning packs extrude the polymer melt into a plurality of yarns respectively, the yarns are wound into a plurality of bobbins, wherein spinning positions comprise a plurality of spinning packs, and a cleaning robot is controlled by a machine control device to clean the spinning packs of the spinning positions, in order to automatically clean all the spinning positions in a reasonable time, the plurality of spinning positions which are cleaned by cleaning robots are divided into a plurality of spinning position groups, and the plurality of spinning position groups are cleaned by cleaning robots in sequence within cleaning time respectively.)

一种熔体纺丝和卷绕纱线的方法

技术领域

本发明涉及一种熔体纺丝和纱线卷绕的方法。

背景技术

熔体纺丝系统中，熔融状的热塑性塑料通过纺丝组件的喷丝板的喷丝细孔在一定的压强下沿着重力方向被喷出。连续细长熔体在强制冷却气流的作用下形成连续长丝。实际熔体纺丝生产中，单体或者低聚物不可避免地附着在纺丝组件的喷丝板表面上，并在的冷却气流的作用下凝固形成影响喷丝质量的杂质或者结焦物。基于此考虑，对纺丝组件的喷丝板的定期清理是有必要的。通常，一个纺丝区域指定一名操作人员对该区域内的喷丝板进行清理。清理的大致流程为，首先对喷丝板表面进行刮铲，然后向喷丝板表面喷硅油，之后进行第二次刮铲，再进行第二次喷硅油。通常，每个喷丝位具有五个或者6个具有喷丝板的纺丝组件，繁重的人工清理工作对清理作业的自动化提出较高的要求。同时，自动化过程中需要考虑到熔体纺丝本身工艺的特殊性。这种“特殊性”包括纱线的断丝率、络筒次数、纱线的等级等。

发明内容

为了解决现有技术中出现的前述问题，本发明提供一种熔体纺丝和卷绕纱线的方法，并通过下方列出的技术方案以实现本发明的目的：

一种熔体纺丝和卷绕纱线的方法，聚合物熔体通过多个纺丝泵被输送至多个喷丝位的多个纺丝组件，所述纺丝组件将所述聚合物熔体分别挤出成多根纱线，所述纱线被卷绕成多个筒子，其中，一个所述喷丝位包括多个所述纺丝组件，清扫机器人受机器控制装置控制，以清扫所述喷丝位的纺丝组件，其中一个所述清扫机器人负责清扫的多个所述喷丝位被分为若干喷丝位组，一个所述清扫机器人分别在一定清扫时长内，对若干所述喷丝位组依次清扫。

将多个所述喷丝位以均匀的或者非均匀的方式分成若干所述喷丝位组，所述清扫机器人在预定的清扫时长内对其中一个所述喷丝位组的所述喷丝位进行清扫，使得所有所述喷丝位在合理时间内被自动清扫，避免过多所述喷丝位集中等待被清扫的情况的发生。

当所述机器控制装置在其中一个所述喷丝位组的清扫时长内，检测到同时有大于等于设定值数的所述喷丝位需要清扫时，所述机器控制装置可激活报警灯。

为了避免较多的所述喷丝位集中在一个清扫时长内，使得无法在一个清扫时长内完成清扫，所述机器控制装置在检测到此种情况下可进行报警警示，示意操作人员介入进行人工辅助清扫。

所述机器控制装置通过检测纱线的断头次数或者落筒次数，并且根据检测结果，可调整所述喷丝位的清扫顺序。

纱线的断头次数或者络筒次数是决定是否进行所述喷丝板清扫的额外参考指数。在纱线断头次数或者络筒次数较多的情况下，所述机器控制装置进行识别并提高该喷丝位的清扫优先级，控制所述清扫机器人更早地对该喷丝位进行清扫。

当所述机器控制装置在其中一个所述喷丝位组的清扫时长内，检测到有大于等于设定值数的所述喷丝位需要清扫时，所述机器控制装置可调整其中一个或者多个所述喷丝位的清扫顺序。

对于检测到较多所述喷丝位需要处理时，本发明对这些所述喷丝位清扫顺序的提前或者推后提供两种方案，第一种方案为：在本清扫时长内，将所述喷丝位的清扫提前或者退后，以使清扫工作不至于集中在一个时间段内；第二种方案为：在特别情况下，如一个清扫时长接近结束时无法完成所有清扫，将其中所述一部分喷丝位推后到下一个相邻的清扫时长内。

基于上述第一种方案，当所述机器控制装置在其中一个所述喷丝板位组的清扫时长内，检测到有大于等于设定值数的所述喷丝位需要清扫时，所述机器控制装置可将上述需要清扫的所述喷丝位的清扫次序在所述清扫时长内提前或推后。

基于上述第二种方案，当所述机器控制装置在其中一个所述喷丝板位组的清扫时长接近结束时，检测到接近清扫时长结束时将有大于等于设定值数的所述喷丝位需要清扫时，所述机器控制装置可将上述将在接近清扫时长结束时需要清扫的喷丝位推后到下一个相邻的清扫时长。

其中，所述设定值数为大于等于两个。

清扫周期由所述喷丝位组的组数值和清扫时长值决定，具体的，清扫周期值、喷丝位组的组数值和清扫时长值的关系为：每个所述喷丝位的清扫周期值设定为Z，所述喷丝位组的组数值设定为X，每组喷丝位组的清扫时长值为相同并设定为Y，其中，Z的范围等于“X×Y-Y”到“X×Y+Y”。

其中，所述若干喷丝板位组的清扫循环进行。

附图说明

图1示意性地示出，用于实现本发明的一种熔体纺丝和纱线卷绕的方法的设备的正视图；

图2示意性地示出，当清理机器人处于清理位置并且清理开始前，用于实现本发明的一种熔体纺丝和纱线卷绕的方法的设备的局部侧视图；

图3示意性地示出，当清理机器人处于清理位置并且清理开始后，用于实现本发明的一种熔体纺丝和纱线卷绕的方法的设备的局部侧视图。

图4为机器控制装置对喷丝位的分配规则的一个实施例的示意图；

图5为特别情况下机器控制装置对喷丝位的分配规则的另一个实施例的示意图。

具体实施方式

如图1所示，用于实现本发明的设备包括纺丝装置，所述纺丝装置包括具有加热功能的纺丝箱体23。所述纺丝箱体23的下侧上保持有多个喷丝位，图中仅示出两个喷丝位1.1、1.2。在该实施例中，所述喷丝位1.1、1.2各自包括五个纺丝组件，对应五个喷丝板1.1.1-1.1.5、1.2.1-1.2.5。所述纺丝箱体23的上方设置有两个纺丝泵2，其被设计为多头泵。每个所述纺丝泵2经独立的熔体管道与所述喷丝位1.1、1.2中一个连接。所述熔体管道以及所述喷丝位1.1、1.2被设置在所述纺丝箱体23内，以保证熔体被挤出前保持熔融状态。熔融状态的聚酯熔体在所述纺丝泵2产生的压力作用下经所述熔体管道被输送到所述纺丝组件，以将熔体从其喷丝细孔挤出。每个喷丝位的所述纺丝泵2经由纺丝泵驱动器3控制。所述纺丝泵驱动器3经由纺丝泵控制单元4控制。在未示出的冷却装置的冷却作用下，熔体被挤出后形成连续的长丝丝束。然后，所述被其中一个纺丝组件挤出的长丝被捆成纱线。

为了对长丝丝束进行牵伸，在所述喷丝位1.1、1.2下方设置有两个导丝辊7。但是图1仅示出了所述喷丝位1.1的导丝盘7。所述长丝丝束部分地环绕所述两个导丝辊7。所述导丝辊7由分别由导丝辊驱动器8驱动。

为了接收被牵伸的长丝丝束，卷绕装置14被使用以对所述喷丝位1.1或1.2的长丝丝束进行卷绕。所述卷绕装置14被设计成具有两个筒管轴11、12。所述两个筒管轴11、12被保持在可旋转的转动架13上，这样筒管轴11、12可以交替处于卷绕状态，从而保证纱线卷绕的连续性。所述筒管轴11由筒管轴驱动器11.1驱动，所述筒管轴12由筒管轴驱动器12.1驱动。所述转动架13由转动架驱动器13.1驱动。为了能获得交叉卷绕的筒管，所述卷绕装置14的入口区域内布置有横动装置9，所述横动装置9为每根纱线提供一个横动的导丝器。所述横动装置9由横动装置驱动器9.1驱动。所述筒管轴驱动器11.1、筒管轴驱动器12.1、转动架驱动器13.1、横动装置驱动器9.1经由卷绕控制单元15控制。所述喷丝位1.2的卷绕装置在图1中未示出，因为它与所述喷丝位1.1的所述卷绕装置14相同。

为了控制和检测纺丝泵2、卷绕装置14的驱动器，所述设备还设有机器控制装置16。所述机器控制装置16优选由PC形式的微处理器构成。所述机器控制装置16与所述纺丝泵控制单元4以及所述卷绕控制单元15相连。

所述机器控制装置16进一步包括检测单元17。所述检测单元17与所述卷绕控制单元15通讯，以获得络筒次数等数据。

用于实现本发明的设备进一步设置有可沿所述喷丝板1.1.1-1.1.5设置方向平行移动的清理机器人19。所述清理机器人19可移动地设置在与所述喷丝板1.1.1-1.1.5设置方向平行的移动导轨20上。非工作状态下，所述清理机器人19位于纺丝区域外部的基站点上。该基站点为所述清理机器人19每次完成清理工作后最终返回的位置。所述移动导轨20的长度可被选择以覆盖所有喷丝位的喷丝板。从图1的正视图视角来看，所述移动导轨20的高度低于所述喷丝板1.1.1-1.1.5。

附图2示意性地示出了，当所述清理机器人19移动到所述喷丝位1.1的位置并且清理开始前，用于实现本发明的设备的局部侧视图。所述清理机器人19处于所述纺丝箱体23的下方靠近外侧的位置，以便在非清理时间内，所述清理机器人19不会对正常纺出的长丝产生干扰。所述清理机器人19的上端两侧安装有行进轮22，所述行进轮22由未示出的电机驱动。所述行进轮22可在电机的驱动下沿着所述移动导轨20的长度方向移动。所述清理机器人19面对长丝的一侧设置有可被控制以伸缩的第一伸缩手臂25，所述第一伸缩手臂25的端部设置有基座26。如图3所示，所述基座26中设置有可被控制以伸缩的第二伸缩手臂27。清理元件21设置在所述第二伸缩手臂27的端部。所述清理机器人19经由机器人控制单元18控制。

附图3示意性地示出了，当所述清理机器人19移动到所述喷丝位1.1的位置并且清理开始后，本发明的一种具有用于熔体纺丝和纱线卷绕的设备的局部侧视图。当所述清理机器人19到达所需要清理的喷丝位时，如图3所示，所述第一伸缩手臂25在未示出的驱动器的作用下向外伸长，直到所述清理元件21被推到位于具有所述喷丝板1.1.1的纺丝组件的正下方的位置。所述第二伸缩手臂27在未示出的驱动器的作用下向上伸长，以使所述清理元件21能够与所述喷丝板1.1.1的下表面接触。所述清理元件21优选可由可旋转的铜刷以及可喷射硅油的喷射器组成。所述清理元件21可被控制按顺序执行第一次刮铲—第一次喷硅油—第二次刮铲—第二次喷硅油的动作。

作为优选，一个清理机器人可配设有多个所述清理元件21，所述清理元件21的数量与一个喷丝位的喷丝板的数量相同。这样，所述清理机器人一次清扫工作可以同时清扫一个喷丝位的所有喷丝板。

一个所述清扫机器人负责清扫的多个所述喷丝位被分为若干喷丝位组，所述一个所述清扫机器人分别在一定清扫时长内，对所述若干喷丝位组依次清扫。在图4示出的实施例中，所述清扫机器人19总共负责12个喷丝位，分别为喷丝位1.1至1.12。通过所述机器控制装置16的分配，所述喷丝位1.1-1.12被设定划分到到X个喷丝位组中。作为优选，每个喷丝位组包括相同数量的喷丝位。在此实施例中，所有喷丝位1.1-1.12被分为3个喷丝位组，分别为喷丝位组G1、G2和G3。每个喷丝位组包括四个喷丝位，其中，喷丝位1.1、1.3、1.6和1.9被分配到喷丝位组G1，喷丝位1.2、1.4、1.11和1.12被分配到喷丝位组G2，喷丝位1.5、1.7、1.8和1.10被分配到喷丝位组G3。

当然，喷丝位可以根据机器使用者的需求，按其它合理的方式被分配，这里不局限于均匀分配方式。

假设一天之内需要对所有喷丝位进行一次清扫，则每组的清扫时长为Y，Y优选为相同的。在本实施例中，Y为8小时。

所述机器控制装置16和机器人控制单元18连接到共享的以太网，以使所述机器控制装置16可按照前述分配方式控制所述清扫机器人19。具体控制方式为：在最初8小时内，所述清扫机器人19被控制对喷丝位组G1的所有喷丝位依次进行清扫，也就是喷丝位1.1、1.3、1.6和1.9。在之后的8小时内，所述清扫机器人19对喷丝位组G2的所有喷丝位进行依次清扫。在随后的8小时内，所述清扫机器人19对喷丝位组G3的所有喷丝位进行依次清扫。在24小时内，所有12个喷丝位1.1-1.12都经过了一次清扫。之后，循环重复前24小时的清扫工作。

因此，如果将一个喷丝位从清扫结束到下一次清扫之间间隔的时间定义为清扫周期并且清扫周期值为Z，那么基于上述的控制方式，每个喷丝位的清扫周期值Z的范围为“X×Y-Y”到“X×Y+Y”。

以喷丝位组G1为例，在喷丝位组G1的一个清扫时长Y内，所述清扫机器人19按预先设定的先后顺序对所述喷丝位1.1、1.3、1.6、1.9进行清扫。在特定情况下，在所述机器控制装置16的控制下所述清扫机器人19可调整其中一个或者多个所述喷丝位的清扫次序。所述特别情况具体包括：1.两个或者两个以上的喷丝位在同一时间需要所述清扫机器人19清扫；2.卷绕控制单元15的所述检测单元17检测到某个喷丝位对应的卷绕装置14络筒次数已经达到设定值或者当断纱传感器检测到断纱次数已经达到预设值，需要在较短时间内清理；3.两个及两个以上的喷丝位集中在一个清扫时长Y快结束时需要清扫。

在面临第一个特定情况时，所述机器控制装置16可激活报警灯，指示操作人员介入，与所述清扫机器人19同时清扫。

在面临第二个特定情况时，所述机器控制装置16可将此类喷丝位作为优先级较高的喷丝位对待。例如，当喷丝位1.9出现上述第二个特别情况时，所述机器控制装置16将其清扫次优先提到本清扫时长Y内的第一个，也就是喷丝位1.1的次序之前。

在面临第三个特定情况时，所述机器控制装置16可将此类喷丝位调整到下一个清扫时长Y内。如图5所示，所述机器控制装置16将喷丝位组G1中的喷丝位1.9推后到喷丝位组G2的清扫时长Y中清扫。在下一个循环周期内，喷丝位1.9回到由上述机器控制装置16分配的其本属于的喷丝位组G1的清扫时长Y内被清扫。因此，所述机器控制装置19被设置为可允许第三个特别情况下的相邻清扫时长Y间的推后清扫。

本发明的突出特点在于，以满足熔融纺丝工艺特性的方式，利用所述清扫机器人自动地完成对喷丝板的清扫。