CN111356797A - 熔纺设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制造合成长丝的熔纺设备，熔纺设备具有至少一个喷丝头装置、冷却装置、处理装置以及卷绕装置。为了实施至少一个操作动作，设置有自动操作机。根据本发明，自动操作机具有至少一个可动的机器人臂，机器人臂在调试期间和/或在维护间隔期间和/或在制造长丝期间可选择性地与多个可更换的工具中的一个相联接，以选择性地实施多个操作动作。由此保证了在自动化地操作熔纺设备时的高灵活性。

Description

熔纺设备
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于制造合成长丝的熔纺设备。
背景技术
例如，从专利申请文献EP 1 300 496 A1中已知这种类型的用于制造合成长丝的熔纺设备。
为了制造多个合成长丝，该已知的熔纺设备具有喷丝头装置、冷却装置、处理装置和卷绕装置，这些装置被保持在机架中以形成长丝路径。喷丝头装置布置在处理装置和卷绕装置之上的上方的层阶中。为了在过程开始时将从喷丝头装置中产生的长丝簇生头到处理装置和卷绕装置的成套设备上，设置有机器人，通过引导装置使机器人垂直地和水平地运动。为了在卷绕装置中更换卷装，设置有附加的落卷机/道夫，落卷机同样实施成可垂直和水平地运动。就此而言，在该已知的熔纺设备中所需的是，必须使机器人和落卷机的运动过程相互协调以实现确定的操作动作。尤其是在需要更换卷装和重新长丝生头的过程中断的情况中，在机器人和落卷机之间存在碰撞风险。此外，不能自动地实现一些通过操作者进行的动作，例如质量控制，从而需要附加的安全措施来避免操作者与机器人或落卷机之间的碰撞。
发明内容
现在，本发明的目的是，如下改善这种类型的熔纺设备，使得能尽可能快速且有目的地实施处理装置和卷绕装置的待进行的操作动作。
本发明的另一目的在于，提供这种类型的熔纺设备，在其中，待由操作者进行的工作被减少到最少。
根据本发明，该目的通过以下方式实现，即，自动操作机具有至少一个可动的机器人臂，在调试期间和/或在维护间隔期间和/或在制造长丝期间，机器人臂可选择性地与多个可更换的工具中的一个相联接，以选择性地实施多个操作动作。
通过从属权利要求的特征和特征组合限定本发明的有利的改进方案。
本发明具有的特别的优点是，至少可自动地实施在处理装置和卷绕装置中待进行的操作动作。因此，通过自动操作机利用相应所需的工具，例如可在过程开始时在处理装置中给长丝生头和在制造长丝期间在卷绕装置中取走满卷。因此，根据相应的操作动作设计工具，并且选择性地由机器人臂引导工具以实施所述操作动作。
为了准备好对于进行操作动作所需的工具，根据本发明的一种有利的改进方案，工具布置在工具舱中，其中，机器人臂与工具舱共同作用以取出和交付工具。因此，工具例如可通过联接系统可分离地与机器人臂相连接。
为了能操作多个处理装置和卷绕装置(其通常在机器设施中多个并排地布置)，本发明的一种改进方案优选地实施成，工具舱布置在自动操作机上。因此，机器人臂可直接在每个纺丝位置中具有每个所述工具。
然而原则上也可行的是，所述(工具)舱布置在保持工位中，在该保持工位中停有自动操作机。
为了在过程开始时或者过程中断时引导长丝和给长丝生头，工具中的一个是抽吸喷射器装置，通过抽吸喷射器装置可将一个或多个长丝引导到废料容器处。在此，可通过机器人臂接管且引导的抽吸喷射器装置可通过固定的联接部或者通过可松开的插接联接部与废料容器相联接。
尤其是为了在卷绕装置中取下满卷并套上空套筒，本发明的如下改进方案是尤其有利的，即，工具中的一个是抓紧装置，通过抓紧装置可引导一个或多个卷装和/或一个或多个筒管套筒。
为了能在制造长丝时自动地进行均匀的质量控制，工具中的一个是测量装置，通过该测量装置可测量一个或多个生产参数。因此，优选地，可通过由机器人臂引导的这种类型的测量装置监控在长丝的长丝路径中的长丝应力。
此外，尤其是为了诊断过程故障或者为了评价在过程成套设备上的磨损迹象，规定，工具中的一个是摄像机装置，通过该摄像机装置可监控在所述装置中的一个或多个长丝路径。因此，也可有目的地进行预防性维护工作。
为了使可用于运输满卷的操作通道保持空畅，根据本发明的一种有利的改进方案，自动操作机以自行驶的方式构造在悬挂轨道上，该悬挂轨道沿着多个处理装置和卷绕装置延伸。因此，自动操作机的应用可延伸到多个处理装置和卷绕装置上。此外，避免了在操作通道中机器人臂与人或装置碰撞。
为了通讯和数据传输，自动操作机具有与机器控制单元相连接的机器人控制器。因此，能以简单的方式通过机器控制单元的控制命令来触发相应所需的自动操作机的控制程序。
优选地，通过无线连接实现在机器控制单元和机器人控制器之间的联接，从而实现了在自动操作机的多个位置上的灵活应用。
可与相应的运行情况无关地，不管是在调试期间还是在维护期间或者在制造长丝期间实施通过自动操作机实施的操作动作。就此而言，根据本发明的用于运行熔纺设备的方法尤其有利于在熔纺设备中自动地实施多个操作动作。通过机器人臂的相对较高的可运动性以及不同工具的适配性，待接管的操作动作的范围不受自动操作机的限制。就此而言，可实现高的自动化程度，而与制造仅仅一个合成长丝还是多个合成的长丝无关。
根据操作动作的范围，原则上也存在的可能性是，自动操作机具有多个用于接纳可更换的工具的机器人臂。在此，也存在的可能性是，在设计工具时，不是根据操作动作中的一个来设计工具，而是使工具能履行多个操作动作。例如，可如此实施抽吸喷射器装置，即，使得抽吸喷射器装置同时适用于接纳满卷。
对于通过自动操作机同时实施多个操作动作的情况，通过机器控制装置并且通过机器人控制器优选根据尽可能短的停歇时间确定工作顺序。
附图说明
以下参考附图根据几个实施例详细解释根据本发明的用于制造合成长丝的熔纺设备。
其中：
图1示意性地示出了根据本发明的熔纺设备的实施例的前视图，
图2示意性地示出了图1中的根据本发明的熔纺设备的实施例的侧视图，
图3示意性地示出了在过程开始时图1中的实施例，
图4示意性地示出了在过程开始时图2中的实施例，
图5示意性地示出了自动操作机的另一实施例的视图，
图6示意性地示出了图5中的实施例的俯视图。
具体实施方式
在图1和2中，以多个视图示出了根据本发明的用于制造合成长丝的熔纺设备的第一实施例。图1以前视图示出了该实施例，并且在图2中示意性地示出了侧视图。只要没有明确指明参照哪个附图，以下描述就对两个附图都适用。
根据图1和2的实施例具有喷丝头装置1，喷丝头装置具有总共三个并排布置的喷丝头1.3。喷丝头装置1中的喷丝头的数量是示例性的，并且每个纺丝位置也可包括比三个多得多的长丝。喷丝头1.3被保持在被加热的纺丝箱体1.2的下侧上。纺丝箱体1.2此外包含在此未示出的引导熔体的部件，以便将通过熔体输入装置1.1输入的熔体源的热塑性熔体供应给喷丝头1.3。就此而言，至少一个或多个喷丝泵以及分配管路布置在纺丝箱体1.2中。喷丝头1.3在其下侧具有多个喷嘴孔，从喷嘴孔中分别挤出多个条子状的单丝。
在喷丝头装置1之下布置有冷却装置2，冷却装置利用冷却甬道2.1紧接着喷丝头1.3延伸。在该实施例中，冷却装置2实施成横流吹风装置，其中冷却空气流借助于侧向布置的吹气室2.2产生并通过吹气壁2.3对准长丝的单丝条。
喷丝头装置1和冷却装置2布置在上方的层阶中。在冷却装置2下方，处理装置3和卷绕装置4布置在下方的层阶中。装配壁6用于接纳处理装置3。装配壁6直接在冷却装置2之下具有上油装置3.2，上油装置为每个长丝分别具有一个长丝收集引导器和湿润件。在装配壁上，在上油装置3.2之后是牵引装置3.3、拉伸装置3.4、卷曲变形装置3.5和涡流变形装置3.6。牵引装置3.3、拉伸装置3.4，卷曲变形装置3.5和涡流变形装置3.6的引导长丝和处理长丝的构件被保持在装配壁6的前侧。在装配壁6的后侧，设置有具有多个驱动部的驱动装置10，并且分配给装置3.3、3.4、3.5和3.6。
由于这种类型的处理装置3已经是充分已知的并且从专利文献EP 2 567 008 Bl中得到，下文省去进一步的描述并且参见所引用的公开文献。
在本实施例中，与处理装置3相配设的卷绕装置4构造成具有可旋转地支承在机架4.5中的筒管转塔4.2。在筒管转塔4.2上以彼此间隔开的方式可旋转地支承地布置有两个筒管锭子4.1。在该实施例中，卷绕装置4具有三个卷绕部位，从而在筒管锭子4.1上分别同时卷绕三个卷装9。在卷绕区域中，筒管锭子4.1与压紧辊4.3和横动装置4.4一起作用。
机架4.5集成在装配壁6中，并且在后侧上与驱动装置10相结合。因此，筒管锭子4.1和筒管转塔4.2以及横动装置4.4通过独立的驱动部来驱动。
驱动装置10与机器控制单元11相联接。
侧向地在处理装置3旁边布置有自动操作机5。自动操作机5具有很长地悬伸出的机器人臂5.1。机器人臂5.1实施成多轴的并且在自由的端部上具有工具适配器5.2。自动操作机5通过自行驶装置5.3在悬挂轨道12上被引导。悬挂轨道12在处理装置3和落卷通道14之上延伸，落卷通道在机器纵向侧上在卷绕装置4的端侧前方延伸。自动操作机5包含机器人控制器5.4，以能够实施为了引导机器人臂5.1而存储的控制程序。机器人控制器5.4通过无线连接15与机器控制单元11相联接。
在装配壁6处的上部区域中布置有工具舱7。工具舱7具有用于接纳多个工具的保持装置7.7。作为工具，示例性地示出了抽吸喷射器装置7.1、抓紧装置7.3和推卷器7.2。抽吸喷射器装置7.1通过废料管路17与废料容器13相连接。在此未示出的压缩空气管路将抽吸喷射器3.1与压缩空气源相连接。废料管路17和压缩空气管路实施成柔性的，从而抽吸喷射器7.1在通过机器人臂5.1接管时可柔性地被引导。为工具7.1、7.2和7.3中的每一个都分配联接适配器7.4，联接适配器可选择性地与机器人臂5.1上的工具适配器5.2相联接。因此，工具7.1、7.2和7.3可独立地通过机器人臂5.1从工具舱7中取出，并且在实施与该工具相关联的操作动作之后被放回。除了在联接适配器7.4中的一个与机器人臂5.1上的工具适配器5.2之间的纯机械的连接外，在此也可联接电的插接连接以用于信号传输。因此，例如可通过机器人控制器5.4激活和去激活抽吸喷射器装置7.1。
在图1和2中在正常运行情况下示出了根据本发明的熔纺设备的实施例，在该正常运行情况中制造总共三个合成长丝。为此，为喷丝头装置1供应聚合物熔体，由聚合物熔体借助于喷丝头1.3为每个长丝挤出多个单丝。通过冷却装置2冷却这些单丝，其中，长丝8借助于牵引装置3.3分别单个地从喷丝头装置1中拉出。在冷却之后，丝束通过上油装置3.2分别合并成长丝8并且紧接着共同输送给拉伸装置3.4。在拉伸之后在卷曲变形装置3.5中使长丝卷曲变形，并且在卷绕成卷装之前通过涡流变形装置3.6使长丝涡流变形。
如可从图1和2中的图示中得到的那样，自动操作机5停在保持工位16中，在该保持工位中机器人臂5.1直接作用于工作舱7。在保持工位16中，自动操作机5等待机器控制单元11的控制命令，以能够实施在此待进行的操作动作。因此，在制造长丝期间必须取下卷绕装置4中的完成了卷绕的卷装9，并且例如转移给运输系统。随后，必须用空套筒替换从筒管锭子4.1中的一个上取下的卷装9。为了能实施这些操作动作，机器人臂5.1首先从工具舱7中取出推卷器7.2。通过自行驶装置5.3，使自动操作机5从保持工位16驶向卷绕装置4。随后，相应于预设的控制程序控制机器人臂5.1，以便利用推卷器7.2将卷装9从筒管锭子4.1转移给在此未示出的运输系统。一旦从筒管锭子4.1剥离/清除了卷装，在机器人臂5.1上更换工具，并且为机器人臂5.1装备抓紧装置7.3。借助于抓紧装置7.3，可从在此未详细示出的套筒舱中取出筒管套筒并套到筒管锭子4.1上。重复该过程，以便将所需数量的筒管套筒安放在筒管锭子4.1上。
由此，自动操作机5可用于在每个运行情况中实现多个操作动作。因此，也可在调试期间或者在维护间隔期间通过自动操作机实现操作动作。在图3和4中，示出了在调试期间的熔纺设备的实施例。在这种情况中，由机器人臂5.1从工具舱7中取出抽吸喷射器装置7.1并且用于引导长丝。因此，通过喷丝头装置1挤出的长丝可连续地通过抽吸喷射器7.1接纳并且引导到废料容器13。在图3和4中示出的情况是，机器人臂5.1将长丝簇铺放在拉伸装置3.4中。在此，相应于控制程序控制机器人臂5.1，以能够进行长丝的铺放。
在图1至4中示出的熔纺设备的实施例在自动操作机5的实施方案中以及在操作动作的实施中仅仅示例性地示出。原则上，也可使用其它在此未示出的工具以便能实现确定的操作动作。因此，自动操作机5能以均匀的间隔例如检查在过程中的长丝应力。在此，直接将测得的值传输到数据库中。
因此也可行的是，自动操作机5借助于在机器人臂5.1上被引导的摄像机系统拍摄过程的细节区域，例如在上油装置3.2中的长丝路径或者在拉伸装置3.4中的长丝路径或者在卷曲变形装置3.5中的填塞丝的形成。于是，在机器控制单元11中可进行实际-理论比较，以开始可能的前瞻性的维护工作。此外，自动操作机5也可用于，在维护间隔期间进行清洁工作。因此，例如可通过抽吸喷射器装置7.1接纳并排出长丝残余物以及灰尘。尤其是在卷绕装置4的区域中，这种类型的长丝残余物和绒毛不利地影响卷装9中的卷绕的长丝质量，从而定期地使用自动操作机5来清洁卷绕装置4是尤其有利的。
在图1和2中示出的实施例中，自动操作机5被配设给处理装置3和卷绕装置4。原则上存在的可能性是，自动操作机5在喷丝头装置1的区域中履行另外的操作动作。此外，自动操作机5有利地也用于多个处理装置3和卷绕装置4。因此通常，将多个熔纺设备用作用于制造长丝的整个设施的彼此并排的所谓的纺纱位置。为此，悬挂轨道12平行于机器纵向侧延伸，各个处理装置3并排地排列在机器纵向侧上。为了在此能以高的灵活性实施期望的操作动作，自动操作机5具有集成的工具舱7。为此，在图5和6中，以多个视图示出自动操作机5上的工具舱7的实施例。图5示意性地示出了自动操作机5的侧视图，并且在图6中示出了自动操作机的俯视图。由此，以下描述对两个附图都适用。
在自动操作机5上，布置有具有多个并排的工具架7.7的工具舱7。在工具架7.7中的每个上保持有多个工具中的一个。在本实施例中，工具舱7具有总共五个不同的工具7.1至7.6。除了抽吸喷射器装置7.1之外，还示出了抓紧装置7.3、卷装芯轴7.2、测量装置7.5和摄像机装置7.6。工具7.1至7.6中的每一个均分配有联接适配器7.4，以便通过工具适配器5.2与机器人臂5.1相连接。由此，机器人臂5.1在每个任意位置中可利用相应的工具实现期望的操作动作。
在根据图1和图2的实施例中，在悬挂轨道上引导自动操作机。备选地，也存在自动操作机作为自行驶的地面车辆进行运动的可能性。

Claims (12)

1.一种用于制造合成长丝的熔纺设备，所述熔纺设备具有至少一个喷丝头装置(1)、至少一个冷却装置(2)、至少一个处理装置(3)、至少一个卷绕装置(4)以及至少一个用于实施至少一个操作动作的自动操作机(5)，其特征在于，所述自动操作机(5)具有至少一个可动的机器人臂(5.1)，所述机器人臂在调试期间和/或在维护间隔期间和/或在制造长丝期间能选择性地与多个可更换的工具(7.1-7.3)中的一个相联接，以选择性地实施多个操作动作。
2.根据权利要求1所述的熔纺设备，其特征在于，所述工具(7.1-7.3)预存在工具舱(7)中，其中，机器人臂(5.1)与所述工具舱(7)共同作用以取出和交存工具(7.1-7.3)。
3.根据权利要求2所述的熔纺设备，其特征在于，所述工具舱(7)布置在自动操作机(5)上。
4.根据权利要求2所述的熔纺设备，其特征在于，所述工具舱(7)布置在所述自动操作机(5)所停的保持工位(16)中。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的熔纺设备，其特征在于，所述工具中的一个是抽吸喷射器装置(7.1)，通过所述抽吸喷射器装置能将一个或多个长丝引导到废料容器(13)处。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的熔纺设备，其特征在于，所述工具中的一个是抓紧装置(7.3)，通过所述抓紧装置能引导一个或多个卷装(9)和/或一个或多个筒管套筒。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的熔纺设备，其特征在于，所述工具中的一个是测量装置(7.5)，通过所述测量装置能测量一个或多个生产参数。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的熔纺设备，其特征在于，所述工具中的一个是摄像机装置(7.6)，通过所述摄像机装置能控制在所述装置(3、4)中的一个或多个长丝路径。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的熔纺设备，其特征在于，所述自动操作机(5)被设计为在悬挂轨道(12)上自行驶，所述悬挂轨道沿着多个处理装置(3)和卷绕装置(4)延伸。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的熔纺设备，其特征在于，所述自动操作机(5)为实施操作动作而具有机器人控制器(5.4)，所述机器人控制器(5.4)与机器控制装置(11)相连接。
11.根据权利要求10所述的熔纺设备，其特征在于，所述机器人控制器(5.4)和机器控制装置(11)通过无线连接(15)相互联接。
12.一种用于运行用于制造一个或多个合成长丝的熔纺设备的方法，所述长丝借助于喷丝头装置挤出，借助于冷却装置冷却，借助于处理装置处理，并借助于卷绕装置卷绕成卷装，其中，通过自动操作机实施至少一个操作动作，其特征在于，在调试期间和/或在维护间隔期间和/或在制造长丝期间，所述自动操作机借助于可更换的工具选择性地实施多个操作动作。
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