CN111268866A

CN111268866A - 一种基于物联网的喷水织机

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Publication number: CN111268866A
Application number: CN202010171136.4A
Authority: CN
Inventors: 盛定高; 殷红梅; 刘永利; 岳强; 杨晔
Original assignee: Huaian Vocational College of Information Technology
Current assignee: Huaian Vocational College of Information Technology
Priority date: 2020-03-12
Filing date: 2020-03-12
Publication date: 2020-06-12

Abstract

本发明涉及一种基于物联网的喷水织机，包括人机交互系统、送经控制器、主轴编码器、张力传感器、探纬系统、主控制器、变频模块、水循环系统和机械手，上述机构分别与主控制器相连；水循环系统包括循环模块和检测模块，循环模块包括废水处理机构和净水循环机构，废水处理机构与喷水织机的废水出口相连，经过废水处理机构处理的废水经过检测模块检测后再通过净水循环机构进入喷水织机的水箱；机械手包括执行机构和驱动机构，驱动机构通过主控制器控制，并驱动执行机构运行，执行机构运行定捻、络筒、整经和穿结经工序。上述技术方案中提供的基于物联网的喷水织机，能有效解决现有喷水织机排放大量的生产废水，容易对水环境造成污染的问题。

Description

一种基于物联网的喷水织机

技术领域

本发明涉及喷水织机技术领域，具体涉及一种基于物联网的喷水织机。

背景技术

随着合成仿真丝产品的热销，无梭化织机大量进入国内纺织领域，喷水织机作为三大无梭织机(喷水、喷气、剑杆)之一，是通过喷水产生的射流来达到引纬的目的，即依靠射流和纤维之间的摩擦力，携带纬丝通过梭口，使经纬线交织成织物；与其它无梭织机相比，其射流具有更高的技术性、更大的驱动力和良好的引纬作用，噪音也较低，具有运转速度快、制造效率高、质量优、操作管理简单、设备投资少、看台多故障少以及电子化显示生产情况等特点，喷水织机织造的技术性带来了较好的经济性，而其对制织合纤的特别适应性又使其在当代无梭织机中脱颖而出。后随着国家对污染控制要求的不断提高，对废水排放的要求也大幅提高，喷水织机利用水作为引纬介质，在生产过程中会产生大量的废水，对环境特别是水资源产生了极大的污染。因此，亟需设计一种新的技术方案，以综合解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于物联网的喷水织机，能有效解决现有喷水织机排放大量的生产废水，容易对水环境造成污染的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用了以下技术方案：

一种基于物联网的喷水织机，包括人机交互系统、送经控制器、主轴编码器、张力传感器、探纬系统、主控制器、变频模块、水循环系统和机械手，所述人机交互系统、送经控制器、张力传感器、探纬系统、变频模块、水循环系统和机械手分别与主控制器相连，所述送经控制器用于调控送经速度；

所述水循环系统包括循环模块和检测模块，所述循环模块包括废水处理机构和净水循环机构，所述废水处理机构与喷水织机的废水出口相连，经过废水处理机构处理的废水经过检测模块检测后再通过净水循环机构进入喷水织机的水箱；

所述机械手包括执行机构和驱动机构，所述驱动机构通过主控制器控制，并驱动执行机构运行，所述执行机构运行定捻、络筒、整经和穿结经工序。

进一步地方案为，所述废水处理装置包括一级处理装置和二级处理装置，所述一级处理装置包括依次设置的一级过渡池和吸附池，所述一级过渡池与吸附池之间设置有格栅，所述吸附池外接所述吸附池内设置有改性沸石和活性硅土；所述二级处理装置包括依次设置的生物滤池和二级过渡池，所述生物滤池内设置有玻璃钢蜂窝状块状滤料，检测装置用于检测二级过渡池内的废水指标，所述二级过渡池通过滤网与净水循环机构相连；所述吸附池和生物滤池均与集污池相连。

进一步地方案为，所述净水循环机构包括储水池、水泵、连接管和循环管，所述储水池与二级过渡池之间通过滤网相连，所述连接管的一端通过水泵与储水池相连，连接管的另一端与生物滤池相连，所述循环管的一端通过水泵与储水池相连，循环管的另一端与喷水织机的水箱相连。

进一步地方案为，所述生物滤池内设置有布水装置，所述布水装置为设置在生物滤池上方的布水管网，所述布水管网上设有各布水孔。

进一步地方案为，所述检测装置包括微处理器、pH分析仪、在线COD分析仪、SS在线监测仪、色度测量仪以及LAS测量仪，所述pH分析仪、在线COD分析仪、SS在线监测仪、色度测量仪以及LAS测量仪均分别与微处理器相连，所述微处理器与所述主控制器相连，且由主控制器控制水泵启闭。

更进一步地方案为，所述执行机构具有六个自由度，其包括手部、手臂和躯干，所述手部安装在手臂的前端，所述手臂的内孔中设置有用于驱动机构驱动的传动轴，所述手臂具有三个自由度；其中，机械手的手部为二指结构，用于定捻、络筒、整经和穿结经工序的操作。

上述技术方案中提供的基于物联网的喷水织机，将物联网技术引入传统的方式行业，对高污染的喷水织机进行技术提档，并且在织机工序中，引入自动化、机器人技术，减小操作人员的劳动强度，提高织机工作效率，有效降低人员成本；同时对喷水织机生产过程中产生的废水进行处理，并对处理后的废水进行回收利用，一方面降低了水资源的浪费，另一方面避免了对水资源的污染，符合机械制造中绿色制造的理念；通过设置pH分析仪、在线COD分析仪、SS在线监测仪、色度测量仪以及LAS测量仪，分别对处理后的废水进行pH、CODcr、悬浮物、色度以及阴离子表面活性剂进行测定，保证回收的废水能够再次使用，提高水循环的同时也要保证水对织布的无影响。

附图说明

图1为本发明所述基于物联网的喷水织机的系统框图；

图2为本发明所述水循环系统的结构框图；

图3为本发明所述检测装置的结构框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行具体说明。应当理解，以下文字仅仅用以描述本发明的一种或几种具体的实施方式，并不对本发明具体请求的保护范围进行严格限定。

本发明采取的技术方案如图1～3所示，一种基于物联网的喷水织机，包括人机交互系统、送经控制器、主轴编码器、张力传感器、探纬系统、主控制器、变频模块、水循环系统和机械手，人机交互系统、送经控制器、张力传感器、探纬系统、变频模块、水循环系统和机械手分别与主控制器相连，送经控制器用于调控送经速度；人机交互系统用于显示和操作，便于工作人员对织造工序的实时监测，便于快速发现问题和及时解决，主控制器通过软件编程实现在线控制和管理，实现机械与智能的结合，提高织造工序的智能化和便捷性。

水循环系统包括循环模块和检测模块，循环模块包括废水处理机构和净水循环机构，废水处理机构与喷水织机的废水出口相连，经过废水处理机构处理的废水经过检测模块检测后再通过净水循环机构进入喷水织机的水箱；废水处理装置包括一级处理装置和二级处理装置，一级处理装置包括依次设置的一级过渡池和吸附池，一级过渡池与吸附池之间设置有格栅，格栅用于去除未处理废水中的大杂质，避免大量的杂质对吸附剂的吸附造成影响，也提高吸附剂的吸附效果和使用寿命，吸附池外接吸附池内设置有改性沸石和活性硅土，利用改性沸石和活性硅土(质量比为1:1)对废水进行初级处理，以去除纺织废水中的COD和色度，色度的去除是为了不影响回收废水再次使用对织布颜色的影响；二级处理装置包括依次设置的生物滤池和二级过渡池，生物滤池内设置有玻璃钢蜂窝状块状滤料(根据废水处理量可定期更换)，该种滤料的孔隙率为95％，比表面积为200m²/m³，具有较好的吸附效果，检测装置用于检测二级过渡池内的废水指标，二级过渡池通过滤网与净水循环机构相连；吸附池和生物滤池均与集污池相连；生物滤池内设置有布水装置，布水装置为设置在生物滤池上方的布水管网，布水管网上设有各布水孔，各布水孔将废水均匀地喷洒在滤料表面，能够有效提高滤料的吸附效果，提高废水处理效率。

净水循环机构包括储水池、水泵、连接管和循环管，储水池与二级过渡池之间通过滤网相连，连接管的一端通过水泵与储水池相连，连接管的另一端与生物滤池相连，循环管的一端通过水泵与储水池相连，循环管的另一端与喷水织机的水箱相连；连接管设置的目的是为了将二级处理不达标的废水再次进行二级处理，直至出水达到回收用水标准为止，循环管将处理后达标的废水进行回收利用，通过循环管和水泵将净水输送到喷水织机的水箱中，同时，回收用水与水箱用水混合，能够降低回收用水中各项指标的数值，使水箱中的混合水更能达到织机用水的要求，减少新水用量的同时，还能保证织布的质量。

本实施例中检测装置包括微处理器、pH分析仪、在线COD分析仪、SS在线监测仪、色度测量仪以及LAS测量仪，pH分析仪、在线COD分析仪、SS在线监测仪、色度测量仪以及LAS测量仪均分别与微处理器相连，微处理器与主控制器相连，且由主控制器控制水泵启闭；由于目前喷水织机广泛使用的是丙烯酸类浆料(丙烯酸单体的均聚体与共聚体/共混聚物的总称)，利用上述的pH分析仪、在线COD分析仪、SS在线监测仪、色度测量仪以及LAS测量仪对处理后废水的pH、CODcr、悬浮物、色度以及LAS指标进行测试，以保证处理后废水符合回收用水的要求，特别以不影响织布颜色为宜。

机械手包括执行机构和驱动机构，驱动机构通过主控制器控制，并驱动执行机构运行，执行机构运行定捻、络筒、整经和穿结经工序；执行机构具有六个自由度(运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式，即机械手的自由度)，其包括手部、手臂和躯干，手部安装在手臂的前端，手臂的内孔中设置有用于驱动机构驱动的传动轴，手臂具有三个自由度；其中，机械手的手部为二指结构(手部是用来抓持工件的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等；运动机构，使手部完成各种转动(摆动)、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势，控制系统是通过对机械手每个自由度的电机的控制，来完成特定动作，同时接收传感器反馈的信息，形成稳定的闭环控制，控制系统的核心通常是由单片机或dsp等微控制芯片构成，通过对其编程实现所要功能)，用于定捻、络筒、整经和穿结经工序的操作；定捻、络筒、整经和穿结经作为喷水织机织造工艺的前道工序，既需要耗费一定的时间，又是织造的基础，本发明结合机械手技术对织造的前道工序进行机械化，利用主控制器调控驱动机构，驱动执行机构对纱线进行处理，能有效减小操作人员的劳动强度，提高织机工作效率，有效降低人员成本。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在获知本发明中记载内容后，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对其作出若干同等变换和替代，这些同等变换和替代也应视为属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种基于物联网的喷水织机，其特征在于：包括人机交互系统、送经控制器、主轴编码器、张力传感器、探纬系统、主控制器、变频模块、水循环系统和机械手，所述人机交互系统、送经控制器、张力传感器、探纬系统、变频模块、水循环系统和机械手分别与主控制器相连，所述送经控制器用于调控送经速度；

2.根据权利要求1所述的基于物联网的喷水织机，其特征在于：所述废水处理装置包括一级处理装置和二级处理装置，所述一级处理装置包括依次设置的一级过渡池和吸附池，所述一级过渡池与吸附池之间设置有格栅，所述吸附池外接所述吸附池内设置有改性沸石和活性硅土；所述二级处理装置包括依次设置的生物滤池和二级过渡池，所述生物滤池内设置有玻璃钢蜂窝状块状滤料，所述检测装置用于检测二级过渡池内的废水指标，所述二级过渡池通过滤网与净水循环机构相连；所述吸附池和生物滤池均与集污池相连。

3.根据权利要求2所述的基于物联网的喷水织机，其特征在于：所述净水循环机构包括储水池、水泵、连接管和循环管，所述储水池与二级过渡池之间通过滤网相连，所述连接管的一端通过水泵与储水池相连，连接管的另一端与生物滤池相连，所述循环管的一端通过水泵与储水池相连，循环管的另一端与喷水织机的水箱相连。

4.根据权利要求3所述的基于物联网的喷水织机，其特征在于：所述生物滤池内设置有布水装置，所述布水装置为设置在生物滤池上方的布水管网，所述布水管网上设有各布水孔。

5.根据权利要求3所述的基于物联网的喷水织机，其特征在于：所述检测装置包括微处理器、pH分析仪、在线COD分析仪、SS在线监测仪、色度测量仪以及LAS测量仪，所述pH分析仪、在线COD分析仪、SS在线监测仪、色度测量仪以及LAS测量仪均分别与微处理器相连，所述微处理器与所述主控制器相连，且由主控制器控制水泵启闭。

6.根据权利要求1所述的基于物联网的喷水织机，其特征在于：所述执行机构具有六个自由度，其包括手部、手臂和躯干，所述手部安装在手臂的前端，所述手臂的内孔中设置有用于驱动机构驱动的传动轴，所述手臂具有三个自由度。

7.根据权利要求5所述的基于物联网的喷水织机，其特征在于：所述机械手的手部为二指结构，用于定捻、络筒、整经和穿结经工序的操作。