CN110914487A - 用于熔纺合成纱线的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于熔纺合成纱线的方法和装置，其中聚合物熔体被输送经过复合纺纱泵且通过多个纺纱喷嘴被挤出，以形成多个长丝，所述纺纱喷嘴被定期维护。本发明的目的是实现较低的停机时间和一致的纱线质量。根据本发明，该目的如此实现，即预定或确定用于维护至少其中一个所述纺纱喷嘴的至少一个维护预期时间，并且一旦达到所述维护预期时间，就产生一个用于致动纺纱喷嘴机器人的控制指令，所述控制指令至少启动所述纺纱喷嘴的维护。为此，根据本发明的装置被配置有用于维护纺纱喷嘴的纺纱喷嘴机器人，借助机器人控制装置，其连接至纺纱装置的机器控制装置。

Description

用于熔纺合成纱线的方法和装置

本发明涉及根据权利要求1的前序部分的用于熔纺合成纱线的方法以及根据权利要求9的前序部分的用于熔纺许多纱线的装置。

在合成纱线生产中常见的是，在先熔融的聚合物通过纺纱泵在高压下被送至许多纺纱喷嘴。纺纱喷嘴分别在其底面具有包括许多喷嘴口的喷嘴板，从而聚合物熔体被挤出成很细的长丝缕。随后，长丝在挤出和冷却后分别被并合成纱线。依据各自生产过程，纱线被导丝辊联合抽出、牵伸且在加工过程的末尾被卷绕成筒子。此生产过程被如此监视和控制，即能够尽量连续生产纱线。

但在实践中，用于熔纺许多纱线的这种生产过程被在纺纱喷嘴处的维护作业定期打断。于是，所谓的纺纱喷嘴的喷嘴板的碎料形成需要定期执行的反复维护作业的一部分。此时，使纺纱喷嘴底面摆脱材料沉积体以便喷嘴口保持空闲。此外，设置在纺纱喷嘴内的过滤件并非无限可用的，因此必须进行纺纱喷嘴的定期更换。这些维护作业通常由根据要求进行作业的操作者进行。

为了支持维护作业，操作者使用辅助装置，其部分承担机械作业例如像喷嘴板刮擦。

于是，例如由EP1193334A1公开了这种用于纺纱喷嘴刮擦的辅助装置。已知的辅助装置是活动的且因此能够被供应至纺纱站的多个纺纱喷嘴之一。同样，用于刮擦喷嘴板的工具在这里可以被自动引导。

现在，本发明的目的是改善用于熔纺合成纱线的方法和装置，以致对纺纱喷嘴的待定的维护作业可以尽可能快速且有目的地进行。

本发明的另一目的在于提供用于熔纺合成纱线的方法和装置，从而为了执行维护要进行的工艺过程改变可以以自动方式进行。

根据本发明，对于方法，通过如下事实实现该目的，即，用于维护至少其中一个纺纱喷嘴的至少一个维护预期时间被预定或确定，并且一旦达到维护预期时间，则产生用于启动纺纱喷嘴机器人的控制指令，该控制指令至少启动纺纱喷嘴的维护。

根据本发明，用于熔纺合成纱线的装置的解决方案在于以下事实，提供具有机器人控制单元的用于维护纺纱喷嘴的纺纱喷嘴机器人，并且机器人控制单元被连接至机器控制装置。

本发明的有利改进方案由各自从属权利要求的特征和特征组合限定。

本发明有以下特殊优点，在纺纱喷嘴上定期出现的维护作业被集成到工艺过程控制系统中。理想的工作状况例如像纱线断裂例如可被用来利用所造成的工艺过程中断以维护其中一个纺纱喷嘴。因为机器控制装置与机器人控制单元之间的根据本发明的组合，待定维护能够马上执行。于是，一旦达到了维护预期时间，就产生用于启动纺纱喷嘴机器人的控制指令，该控制指令至少启动纺纱喷嘴的维护。用于维护其中一个纺纱喷嘴的维护预期时间在工艺过程控制系统内被预定或者基于工艺参数被确定。

因此，尤其是维护预期时间能够通过连续监视纺纱喷嘴的至少一个工作参数来确定。随着连续的工作时间，知道了纺纱喷嘴中的过滤件日益变脏。就此而言，例如工作压力可以作为纺纱喷嘴的工作参数被连续监视和控制。一旦记录下不允许的压力升高，需要更换纺纱喷嘴以代替或清理过滤件。

从根本上还知道了，依据聚合物类型，纺纱喷嘴的底面或多或少被沉积物污染。就此而言，该方法变型最好被设计成确定用于纺纱喷嘴刮擦的维护预期时间。于是，工作时间可以通过此时无需清理地面就可使用纺纱喷嘴的工作小时数和/或卷绕筒子数和/或纱线断裂次数来限定。

为了能够有意识地通过纺纱喷嘴机器人来执行待定的维护作业，优选实现以下变型方法，在这里，该控制指令包含多个信号序列，它们可由纺纱喷嘴机器人读取并且借此将纺纱喷嘴的位置说明、纺纱喷嘴单元的更换和/或喷嘴板清理传输至纺纱喷嘴单元。因此存在以下可能，纺纱喷嘴机器人有意识地以期望工具执行纺纱喷嘴的刮擦或更换。

每次维护作业在这里通过带有不同工具的纺纱喷嘴机器人来执行。

所述工具在此可以通过纺纱喷嘴机器人的多个机械臂或者替代地通过一个机械臂来引导。

为了尤其让操作者能够检查纺纱喷嘴机器人的工具，优选实现以下变型方法，在此，纺纱喷嘴机器人反复移出基站并且停止和落位在多个维护位置之一中。于是，纺纱喷嘴机器人只在维护作业情况下被引导出基站。在其它情况下该纺纱喷嘴机器人留在其基站内。

如果维护预期时间不应能通过待定的工艺过程干扰被合并，则采用以下的变型方法，在此，控制指令同时触发在卷绕出满卷筒子之后的所述纱线的纱线切断和复合纺纱泵的停泵。就此而言，各自纺纱位准备好接收纺纱喷嘴机器人以执行维护作业。

根据本发明的用于熔纺合成纱线的装置具有以下主要优点，对纺纱喷嘴的维护作业能以全自动化方式执行而无需操作者部署。因为机器控制装置和机器人控制单元之间的连接，因此既关于待定的维护作业也关于维护作业的进展和结束地保证了稳定数据交换。于是一旦对纺纱喷嘴的维护作业结束，则信号能够由机器人控制单元产生。

该控制装置在此具有至少一个控制算法，借此用于维护至少其中一个纺纱喷嘴的维护预期时间可以被确定和监视。于是，在维护预期时间，给机器人控制单元的直接启动指令能够由机器控制装置来确定。

如果多个维护作业应该将由纺纱喷嘴机器人执行，则通过该机器控制装置或通过机器人控制单元固定作业顺序，最好依据可能最短停工期。

为了确定纺纱喷嘴或纺纱喷嘴组的维护预期时间，可有利地采用本发明装置的如下改进方案，该控制装置被连接至用于监视在其中一个纺纱喷嘴上的工作参数的传感器。于是，例如可采用压力传感器来监视纺纱喷嘴的纺纱压力。

在反复的维护预期时间基本上由工作时间确定的情况下，优选实现如下的本发明装置的改进方案，在此，该控制装置被连接至至少一个计数器，借此可以记录下工作小时数和/或卷绕筒子数和/或纱线断裂数。于是，常见的是将用于监视纱线路径的纱线断裂传感器连接至机器控制装置以便能够执行适当的工艺过程改变。出现在工作时间内的纱线断裂于是将被轻易确定以总结出可能的维护间隔。

为了维护作业可以有意识地在纺纱喷嘴上执行，还规定了该纺纱喷嘴机器人具有至少一个用于使其中一个所述纺纱喷嘴脱离纺纱梁的工具和/或用于刮擦其至一个纺纱喷嘴的喷嘴板的工具。于是，已经在纺纱喷嘴机器人通过机器控制装置被启动时能够触发合适的发信表示带有合适的工具的纺纱喷嘴机器人正在接近各自纺纱位。

就此而言，纺纱喷嘴机器人优选为了引导工具而具有一个带有可更换保持件的机械臂或多个机械臂，该可更换保持件用于交替容纳其中一个工具。

为了避免冲突，纺纱喷嘴机器人优选以在悬顶轨道上自行的方式被引导，该悬顶轨道沿着一个基站和多个维护位置延伸。就此而言存在以下可能，纺纱喷嘴机器人在无维护期间内可被保持在基站中，在这里可以检查工具。就此而言，与纺纱喷嘴接合以完全自动地实现纺纱喷嘴更换因此是特别有利的。因此，纺纱喷嘴机器人例如可以将拆下的纺纱喷嘴送至纺纱喷嘴准备装置并且接收一个新的已预热的纺纱喷嘴并将其插入适当的纺纱位。

以下，参照本发明装置的一些示范性实施例来更详细解释根据本发明的用于熔纺合成纱线的方法和根据本发明的用于熔纺合成纱线的装置，其中：

图1示意性示出根据本发明的熔纺装置的示范性实施例的前视图，

图2示意性示出根据本发明的熔纺装置的示范性实施例的侧视图，

图3示意性示出本发明装置的另一示范性实施例的前视图。

在图1和图2中以几个视图和在几个工作状况下示意性示出本发明装置的第一实施例，在此只示出与本发明解释相关的部件。在图1中以前视图示出了处于正常工作状态的示范性实施例。图2以侧视图示出了示范性实施例，其中生产过程被打断以进行维护。

首先参照两幅图来如下解释根据本发明的装置的示范性实施例。

本发明装置的所示实施例由纺纱装置1构成，其具有多个纺纱站。在示范性实施例中，完整示出了第一纺纱站1.1并且仅部分示出了相邻的纺纱站1.2。纺纱站1.1、1.2具有多个纺纱位，其中在每个纺纱位上产生一根纱线。在此情况下，每个纺纱站1.1、1.2设有六个纺纱位2.1-2.6。纺纱装置1的纺纱站1.1、1.2通常具有相同设计，因此描述纺纱站1.1的结构。

纺纱站1.1具有纺纱梁3，其延伸经过所有的纺纱位2.1-2.6。纺纱梁是加热型设计并且支承在多个纺纱喷嘴的底面上。在所示实施例中共示出了六个纺纱喷嘴4.1-4.6。纺纱喷嘴4.1-4.6可拆卸地保持在纺纱梁3上。

在纺纱梁3的顶侧布置有复合纺纱泵5。复合纺纱泵5通过泵驱动装置被驱动且通过泵控制单元5.2被控制。在入口侧，复合纺纱泵5具有熔体入口6。通过熔体入口6，复合纺纱泵5被连接至熔体源(在此未示出)例如挤出机。在出口侧，复合纺纱泵5通过分配管线系统7被连接至纺纱喷嘴4.1-4.6。

为了复合纺纱泵5的控制，泵控制单元5.2被连接至机器控制装置12。

在纺纱梁3下方，在纺纱站1.1内设置冷却装置8以冷却通过纺纱喷嘴4.1-4.6被挤出的长丝束。

如尤其从图2的图示中看到地，冷却装置8具有冷却风道8.1和侧向布置的鼓风机室8.2，它们通过鼓风机壁8.3彼此分开布置。就此而言，横向于长丝束地产生冷风气流。但是，所示的冷却装置8是示例性的。原则上，也可以采用其它冷却系统例如以使冷风在径向上从外向内地作用于长丝。在此情况下，其中一个纺纱喷嘴4.1-4.6的每个长丝束10将被透气冷却筒包套。冷却筒将会是可升降调节的，从而可以接近纺纱喷嘴。

如从图1和图2的图示中看到地，在冷却装置8下方，共用纱线承载件9对应于每个纺纱喷嘴4.1-4.6以便从长丝束10分别形成一根纱线11。

如从图1的图示中看到地，在纺纱站1.1旁边形成纺纱喷嘴机器人15的基站24。纺纱喷嘴机器人15在悬顶轨道16上被引导，悬顶轨道的走向平行于纺纱位2.1-2.6的机器正面。悬顶轨道16在纺纱装置1内延伸经过所有的纺纱站1.1、1.2。纺纱喷嘴机器人15在悬顶轨道16上通过底座17被引导，其中，行走轮(在此未示出)被集成在纺纱喷嘴机器人15上。

纺纱喷嘴机器人15在此示范性实施例中具有机械臂20。机械臂20在其自由端具有工具保持件21。

在基站24中，纺纱喷嘴机器人15配属有备用保持多个工具22.1、22.2的工具站23。在此示范性实施例中仅设有两个工具，其中工具22.1具有用于刮擦分别保持在纺纱喷嘴4.1-4.6底面上的喷嘴板的装置，而工具22.2具有用于使其中一个所述纺纱喷嘴4.1-4.6脱离纺纱梁3的装置。为此，纺纱喷嘴4.1-4.6例如通过卡口锁被固定至纺纱梁3。

工具22.1和22.2能可选择地通过机械臂20容纳在工具保持件21上。

为了控制该纺纱喷嘴机器人15，设有机器人控制单元18。机器人控制单元18通过控制线、最好是无线的无线电通信19被连接至机器控制装置12。为此，在机器人控制单元18上示出了接收机19.1，在机器控制装置12上示出了发射机19.2。

在图1中，纺纱装置1如图所示处于工作状态，此时，在纺纱站1.1的每个纺纱喷嘴4.1-4.6处，聚合物熔体被挤出成多根长丝10。为此，聚合物熔体在压力下通过复合纺纱泵5被输送至纺纱喷嘴4.1-4.6。根据各自的挤出聚合物，或多或少厚重沉积物料和附着体在此出现在纺纱喷嘴底面上。纺纱喷嘴4.1-4.6的底面分别由喷嘴板(在此未示出)形成，喷嘴板必须在特定的维护周期中被清理。用于刮擦纺纱喷嘴4.1-4.6的维护预期时间在此最好在机器控制装置12中使用控制算法来确定。因此，两个维护周期之间的时间可以例如通过工作时间被预定。在此情况下，控制装置具有简单的计数单元，其记录下工作小时数。一旦达到最长工作时间，就达到了维护预期时间。

或者，也存在着将经由纺纱喷嘴所挤出的流动体积作为下一次维护的基准。在此情况下，卷绕筒子数例如可以被记录下来且通过计数单元被连续相加。纱线重量直接提供关于在聚合物熔体挤出时的流动体积的信息。因此，一旦已经产生最大预定的纱线量，则达到维护预期时间。

或者，工艺过程干扰也可以被用来获得纺纱喷嘴表面特性的信息。于是知道了喷嘴板上的喷嘴口的减缩促进纱线断裂率。就此而言，也存在以下可能，计数单元记录下在纺纱站1.1内的纱线断裂次数。为此，在图1中由虚线图示示出了纱线断裂传感器14被连接至机器控制装置12。

就此而言，用于工作小时、卷绕筒子或纱线断裂的不同的极限值可以被指定给控制装置，从而根据极限值，达到了用于纺纱喷嘴刮擦的维护预期时间或者用于纺纱喷嘴更换的维护预期时间。

尤其是，用于纺纱喷嘴更换的维护预期时间的确定优选通过工作参数的直接监视来执行。于是，图1示出了压力传感器13配属于分配管线系统7。压力传感器13被连接至机器控制装置12。用于聚合物熔体挤出的工作压力于是能够被连续监视。因为纺纱喷嘴4.1-4.6具有过滤件(在此未示出)，其在连续作业情况下变得越来越脏，可以预期会出现工作压力升高。就此而言，决定各自纺纱喷嘴更换的最高工作压力可以被指派给纺纱喷嘴4.1-4.6。通过连续监视纺纱喷嘴处的工作压力，用于纺纱喷嘴维护的维护预期时间于是可以被可靠确定。

在用于纺纱站1.1处的至少其中一个纺纱喷嘴4.1-4.6的维护预期时间已经在机器控制装置12内被确定的情况下，给机器人控制单元18的控制指令通过控制线19来确定。在此，控制指令优选具有信号序列，其中包含有纺纱喷嘴机器人15使用需知的信息。于是伴随控制指令，其中一个所述纺纱位2.1-2.6的准确纺纱位被传输至机器人控制单元18。另外，机器人控制单元18接收与是否须进行纺纱喷嘴更换或纺纱喷嘴上的喷嘴板的清理的待定维护作业相关的信息。相应地，机器人控制单元18选择相应的工具22.1或22.2。机械臂20将相关工具22.1、22.2从工具站23取出。随后，纺纱喷嘴机器人15移出基站24而进入配属于其中一个纺纱位2.1-2.6的相关的维护位置。通过定位机构(在此未详细示出)，纺纱喷嘴机器人15固定就位在维护位置中并开始维护工作。

为此，图2示出了以下情况，此时纺纱喷嘴机器人15必须在纺纱喷嘴4.1上执行喷嘴板清理。机械臂20在其工具保持件21上装载工具22.1，其用于刮擦喷嘴板。纺纱喷嘴机器人15被固定在所示的维护位置中，从而带有工具22.1的机械臂20被一直引导至纺纱喷嘴4.1的底面。

在纺纱喷嘴4.1完成清理之后，纺纱站1.1的所有相邻的纺纱喷嘴4.2-4.6被先后清理。但也存在以下可能，仅清理纺纱站1.1或1.2的个别纺纱喷嘴。因为其中一个纺纱站1.1、1.2的纺纱喷嘴4.1-4.6由纺纱泵5提供动力，故在维护中不可避免地停用所有纺纱喷嘴4.1-4.6，从而所有纺纱喷嘴将备用于维护。

在维护作业结束后，由机器人控制单元18发信表示维护结束，从而机器控制装置12能再次启动工艺过程。使纺纱喷嘴机器人15返回其基站24。

在如图1和图2所示的实施例中，纺纱喷嘴机器人15能够可选择地使用各种各样的工具来执行维护作业。但原则上也有以下可能，将纺纱喷嘴机器人15仅设计用于维护行动。为此，图3示出了根据本发明的用于熔纺许多纱线的装置的另一示例性实施例。根据图3的示例性实施例基本上与如图1所示的实施例相同，因而在此仅说明区别，其它方面参照以上说明。

在如图3所示的实施例中，区别在于纺纱喷嘴机器人15的设计。如图3所示的纺纱喷嘴机器人15具有机械臂20.1，在其自由端设有永久安装的工具22.1。在所示实施例中，工具22.1设置用于清理纺纱喷嘴底面。就此而言，纺纱喷嘴机器人15能够只被用于刮擦纺纱喷嘴。

但或者也存在以下可能，纺纱喷嘴机器人15具有两个单独的机械臂20.1、20.2。为此，第二机械臂20.2如图3的虚线图示所示。在每个机械臂20.1、20.2上分别装载有不同的工具22.1、22.2。就此而言，工具更换是不必要的。根据维护要求，纺纱喷嘴机器人15可以使用机械臂20.1来刮擦纺纱喷嘴底面，或使用机械臂20.2来更换纺纱梁上的纺纱喷嘴。当然，两个机械臂20.1、20.2也可以被同时用来刮擦许多纺纱喷嘴或更换纺纱喷嘴。尤其为了刮擦纺纱站的纺纱喷嘴，纺纱喷嘴机器人也可以具有超过两个的机械臂，从而许多纺纱喷嘴被同时刮擦。这允许维护作业时间显著缩短。

根据本发明的用于熔纺合成纱线的方法和根据本发明的用于熔纺合成纱线的装置的特征为以下事实，即，对纺纱喷嘴的所有维护行动能以自动化方式进行。就此而言，也存在以下可能，纺纱喷嘴准备站直接对应配属于基站24。于是，纺纱喷嘴机器人15在其中一个纺纱喷嘴拆卸之后能在基站24中将其调换为新的纺纱喷嘴并将新的纺纱喷嘴固定在纺纱梁底面上。此外，在纺纱装置的机器控制装置与纺纱喷嘴机器人的机器人控制单元之间的联系具有以下主要优点，即，源自工艺过程干扰的不希望有的工艺过程中断可被用于纺纱喷嘴的维护。在此情况下，维护预期时间与工艺过程控制的协调在机器控制装置中发生。

根据本发明的用于熔纺合成纱线的方法和根据本发明的用于熔纺合成纱线的装置保证了因严格遵守维护间隔而有一致的纱线生产质量。另外，能产生低的废料量和短的纱线生产停工期，这是因为由纺纱喷嘴机器人自动执行维护作业。

Claims (14)

1.一种用于熔纺合成纱线的方法，其中将聚合物熔体输送经过复合纺纱泵且在工作压力下喂送至多个纺纱喷嘴，所述纺纱喷嘴分别将所述聚合物熔体挤出为许多长丝，并且所述纺纱喷嘴被定期维护，其特征是，预定或确定用于维护至少其中一个所述纺纱喷嘴的至少一个维护预期时间，并且一旦达到所述维护预期时间，就产生一个用于致动纺纱喷嘴机器人的控制指令，所述控制指令至少启动所述纺纱喷嘴的维护。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，连续监视所述纺纱喷嘴的至少一个工作参数以确定所述维护预期时间。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是，所述维护预期时间通过工作小时数和/或卷绕筒子数和/或断纱次数来确定。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征是，所述控制指令包含多个信号序列，这些信号序列能被所述纺纱喷嘴机器人读取并借此将纺纱喷嘴位置指示、纺纱喷嘴更换和/或喷嘴板清理传递至所述纺纱喷嘴。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征是，所述纺纱喷嘴机器人用不同的工具使所述纺纱喷嘴脱离纺纱梁和/或刮擦所述纺纱喷嘴上的所述喷嘴板。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征是，通过多个机械臂或者交替地通过所述纺纱喷嘴机器人的一个机械臂来引导所述工具。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征是，所述纺纱喷嘴机器人反复移出基站并且停止和就位在多个维护位置中的一个维护位置中。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征是，所述控制信号触发所述复合纺纱泵的停泵和在卷绕出满卷筒子之后的所述纱线的纱线切断。

9.一种用于熔纺多个纱线的装置，该装置具有纺纱装置(1)，所述纺纱装置具有至少一个复合纺纱泵(5)和多个纺纱喷嘴(4.1-4.6)，该装置包括用于接纳以可拆卸的方式保持的纺纱喷嘴(4.1-4.6)的纺纱梁(3)并包括至少被连接至所述复合纺纱泵(5)的控制单元(5.2)的机器控制装置(12)，其特征是，设有用于维护所述纺纱喷嘴(4.1-4.6)且具有机器人控制单元(18)的纺纱喷嘴机器人(15)，并且所述机器人控制单元(18)被连接至所述纺纱装置(1)的所述机器控制装置(12)。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征是，所述机器控制装置(12)被连接至用于监视其中一个所述纺纱喷嘴(4.1-4.6)的工作参数的传感器(13)。

11.根据权利要求9或10所述的装置，其特征是，所述机器控制装置(12)被连接至至少一个计数单元，借助所述至少一个计数单元能记录下工作小时数和/或卷绕筒子数和/或纱线断裂次数。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的装置，其特征是，所述纺纱喷嘴机器人(15)具有用于使其中一个所述纺纱喷嘴(4.1-4.6)脱离纺纱梁(3)的至少一个工具(22.1，22.2)和/或用于刮擦其中一个所述纺纱喷嘴(4.1-4.6)的喷嘴板的工具(22.1，22.2)。

13.根据权利要求12所述的装置，其特征是，所述纺纱喷嘴机器人(15)为了引导所述工具(22.1，22.2)而包括多个机械臂(20.1，20.2)或包括具有用于交替接纳所述工具(22.1，22.2)的工具保持件(21)的机械臂(20)。

14.根据权利要求9至13中任一项所述的装置，其特征是，所述纺纱喷嘴机器人(15)以在沿着基站(24)和多个维护位置延伸的悬顶轨道(16)上自行的方式配置。

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