CN112823220A - 熔纺装置操作方法和熔纺装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于生产合成丝线的熔纺装置的操作方法和一种熔纺装置，其中合成丝线在多个纺丝位置上被生产。在此，在所述纺丝位置上由被提供至各自纺丝位置的移动式操作机器人执行操作程序。为了能够在纺丝位置的机构处执行既定操作程序，根据本发明，在操作纺丝位置之前和/或在操作纺丝位置之后，各自纺丝位置的至少其中一个所述机构的状态通过目标探测装置以光学方式被探测。为此，设有具有至少一个目标探测装置和图像处理模块的目标探测机构，其中该目标探测装置能够被可选择地提供给每个纺丝位置。

Description

熔纺装置操作方法和熔纺装置

本发明涉及根据权利要求1的前序部分的用于生产合成丝线的熔纺装置的操作方法以及根据权利要求5的前序部分的用于生产合成丝线的熔纺装置。

在合成丝线生产中采用了具有许多纺丝位置的熔纺装置。在每个所述纺丝位置中，许多丝线以丝线片形式被平行挤出、处理和卷绕形成筒子。筒子的卷绕以连续交替的方式发生在卷绕机构的在活动底座上被引导的两个卷绕锭子上。在其中一个卷绕锭子上卷绕好的筒子被取出和送走。在工作过程中在纺丝位置中的装置因此均需要特定操作程序以便开始工作过程和在工作过程中断之后开始。这些操作程序迄今已由操作者完成。但随着自动化程度提高，操作机器人被用于在纺丝位置上执行该操作程序。

例如从EP1300496A1中知道了用于操作熔纺装置的通用的方法和用于生产合成丝线的通用的熔纺装置。在已知的方法和已知的熔纺装置中，在其中所述一个纺丝位置上由两个操作机器人执行该操作程序。设置有借助引导装置被竖向和水平地移动的接头机器人以用于在工作过程开始时在导丝辊机构和卷绕机构中将自纺丝喷嘴机构所产生的丝线片接合。附加的落纱机器人设置用于取出和送走筒子，从而所有基本操作程序能够在纺丝位置处以自动化方式来执行。标准的操作程序于是能由操作机器人以自动化方式执行。但在工作过程中断的情况下，在纺丝位置的装置中出现了不希望有的需要额外操作程序的操作状态。这种由功能故障造成的且有碍于正常操作程序的操作程序通常通过操作者的检查和行动来执行。就此而言，自动化在管控和操作熔纺装置时达到其极限。

现在，本发明的目的是改善通用类型的熔纺装置操作方法以及熔纺装置，为了无需操作者就能在纺丝位置的装置处执行合乎理想的全部操作程序。

根据本发明，该目的通过一种操作熔纺装置的方法来实现，做法是在操作纺丝位置之前和/或在操作纺丝位置之后，各自纺丝位置的至少其中一个所述机构的状态以光学方式通过目标探测装置被探测。

如此实现与用于生产合成丝线的熔纺装置相关的目的，设有具有至少一个目标探测装置和图像处理模块的目标探测机构，其中该目标探测装置能够被选择性地提供给每个纺丝位置。

本发明已经认识到，所述机构的由生产过程的功能故障例如像丝线缠绕在导丝辊上或丝线残余物附着于卷绕锭子造成的状态变化在大多数情况下表现为可目测自身显现的外表变化。因此，可以通过光学探测来探测纺丝位置的装置的实际状态，从而操作机器人准备好用于所需的下一个操作步骤。为此，在操作纺丝位置之前，通过目标探测装置以光学方式探测各自纺丝位置的至少其中一个机构的状态。因此，例如可以在工作过程中断之后确立潜在故障和机构状态变化。同样，在纺丝位置已被操作以成功完成操作程序之后，也可以通过光学方式探测各自纺丝位置的至少其中一个机构的状态。

以下方法变型对于以完全自动化的方式执行和完成操作程序是特别有利的，在此将机构状态的记录图像与机构的存储图案图像相比较，并且与所识别的图案相关地控制操作机器人和/或纺丝位置。因此，可以建立处于工作中或停止工作的纺丝位置的机构的图案图像，所述图案图像保证了完美无暇的工作状况。通过将图案图像与机构状态的各自记录图像相比较，可以直接识别出图案差异并确定故障。因此，分析时的图案差异可被用于控制操作机器人或纺丝位置。

于是，例如可以有针对性地识别并消除缠绕在导丝辊上的丝线或缠结机构的污染。

在另一个有利的方法变型中，各自纺丝位置均可以按照简单方式通过识别图案来识别。当将所述记录图像与存储识别图案相比较时，识别图案的记录图像可被单独用来识别各自纺丝位置。

为了目标探测装置能够以移动方式来使用并且以尽量灵活的方式被提供给纺丝位置的每个所述机构，执行如下的方法变型，在此，该目标探测装置通过操作机器人或通过无人机被移动到其中一个所述纺丝位置。与操作机器人的联系是尤其有利的，因为这些机构状态的改变一般只可能出现在工作过程中断的情况下或在操作程序结束之后。

在根据本发明的熔纺装置中，该目标探测机构至少由目标探测装置和图像处理模块组成，其中，该目标探测装置能够选择性地被提供给每个纺丝位置。该目标探测装置和图像处理模块在此可以被设计成移动单元。在有大量数据的情况下，目标探测装置也可以与固定式图像处理模块相互作用。

为了能够在纺丝位置中按照任何取向执行合理的目标光学探测，将至少一个照明设备分配给目标探测装置。于是可以识别出由绒毛造成的即便很细微的图案差异。

所述目标探测装置和照明设备的可移动性可以通过操作机器人或可控无人机来保证。在此重要的是该目标探测装置能够以对应于所需目标探测的方式被供应给纺丝位置中的每个所述机构。

为了能够通过操作机器人执行用于执行具体操作程序的控制命令，或者为了能够直接从图案识别中执行具体过程控制动作，目标探测机构的图像处理模块被直接连接到机器人控制器和/或机器控制器。

比较所需的存储图案图像最好被存储在数据存储器中，该数据存储器优选与图像处理模块组合以便能够直接执行图案识别。

为了应对多个纺丝位置，每个纺丝位置分配有多个识别标记之一，该识别标记包含一个识别图案，该识别图案被分配给各自纺丝位置并且被紧固到其中一个机构上。借此同样可做到图案比较和纺丝位置的清晰分配。

用于探测目标的目标探测装置优选由3D相机形成。原则上，也可以采用具有光电管的独立传感器。

以下将借助本发明熔纺装置的几个实施例并参照附图来更详细解释根据本发明的用于操作熔纺装置的方法，附图中：

图1示意性示出本发明熔纺装置的第一实施例的多个纺丝位置的前视图；

图2示意性示出图1的实施例的纺丝位置的侧视图；

图3示意性示出图1和图2的实施例的目标探测机构的侧视图；

图4和图5示意性示出辊套状态的记录图像的多个实施例；

图6示意性示出本发明熔纺装置的另一实施例的多个纺丝位置的前视图。

在图1和图2中以前视图和侧视图示出了根据本发明的具有多个纺丝位置的熔纺装置的实施例。以下的说明适用于这两幅图，除非具体提到其中任一幅图。

根据本发明的熔纺装置的实施例具有许多纺丝位置1.1-1.3，它们排成行地并排布置并且形成机器纵向侧。图1所示的纺丝位置的数量只是示例性的。原则上，这种熔纺装置包含有许多同类型的纺丝位置。

如图1所示的纺丝位置1.1-1.3就其结构而言具有相同的实现方式并且在如图2所示的纺丝位置1.1的背景下被详细解释。

如从图2的图示中得知地，每个纺丝位置1.1-1.3、在此是纺丝位置1.1具有纺丝喷嘴机构2。纺丝喷嘴机构2包括纺丝箱2.2，纺丝箱在其底侧支承多个纺丝喷嘴2.1。纺丝喷嘴2.1被连接至纺丝泵2.3，纺丝泵最好被设计成歧管泵并被连接至每个纺丝喷嘴2.1。纺丝泵2.3通过熔体入口2.1被连通至挤出机或任何其它熔体产生装置(在此未示出)。

在此实施例中在鼓风机室内具有带透气壁的冷却管道3.1的冷却机构3被安置在纺丝喷嘴机构2的下方。冷却管道3.1用于接收和冷却每个纺丝喷嘴2.1的长丝。重力滑槽3.2跟随在冷却管道3.1下方。

具有多个导丝器4.1的收集机构4布置在重力斜槽3.2的下方。导丝器4.1被分配给纺丝喷嘴2.1并使长丝汇聚而形成丝线。在此实施例中，纺丝喷嘴机构2产生四根丝线。丝线数量是示例性的。这种纺丝喷嘴机构2因此可以在每个纺丝位置同时生产超过32根丝线。

借此润湿丝线组8的各根丝线的纺丝整理装置5被分配给收集机构4。通过导丝辊机构6，这些丝线以丝线组8的方式被抽出并被送至卷绕机构7。在此实施例中，导丝辊机构6由两个被驱动的导丝辊6.1形成。在导丝辊6.1之间设有缠结机构6.2以便分别缠绕丝线组8的丝线。

卷绕机构7分别对丝线组8的每根丝线具有一个卷绕位置7.4。共四个卷绕位置7.4沿卷绕锭子7.1延伸，卷绕锭子以突伸方式被保持在卷绕转台7.2上。卷绕转台7.2上支承有两个卷绕锭子7.1，它们以交替方式被引导至更换区域和卷绕区域。紧接地设置在导丝辊机构6下游的多个偏转装置之一被分别分配给每个卷绕位置7.4以便划分和分开丝线组8。每个卷绕位置7.4具有横动单元7.3用于卷绕和铺设丝线以形成筒子。横动单元7.3与接触压力辊7.5相互作用，其被设置成平行于卷绕锭子7.1且可转动地安装在机架上。当丝线8被卷绕形成筒子时，接触压力辊7.5支承在筒子22的表面上。

在图1和图2所示的状况下，纺丝位置1.1-1.3处于其正常工作中，此时一个由多根丝线构成的丝线组8在每个纺丝位置1.1-1.3上被挤出、抽出并连续卷绕而形成筒子22。

为了纺丝位置1.1-1.3能够在工作过程开始时或在工作过程中断时被操作，纺丝位置1.1-1.3被分配操作机器人9。操作机器人9在此实施例中通过接头机器人10来实现，它如图1所示处于等候位置。接头机器人10被高架轨道14上的行走机构15引导。行走机构15配属有在此未示出的输送装置，借助该输送装置，接头机器人10可在高架轨道14上被移位。为此，高架轨道14具有两个导轨14.1、14.2。

接头机器人10具有可控的机械臂10.1，其致动器和传感器(在此未被更详细示出)被连接至机器人控制器12。机械臂10.1在自由突伸的导向端上支承有抽吸喷射器10.2和在此未被更详细示出的切割机构。带有许多关节的突伸的机械臂10.1可通过致动器和传感器自由移动，其中，机械臂10.1的动作顺序由机器人控制器12来控制。给接头机器人10的能量供应最好通过电流轨或者替代地通过能量链进行。

抽吸喷射器10.2通过管线被连接至丝线容器10.3。丝线容器10.3借助连接器接头17可以被分别连接至多个连接器站16之一，其中该连接器站16被分配给纺丝位置1.1-1.3。连接器站16被连接至压缩空气管线18，从而抽吸喷射器10.2所需要的压缩空气能够通过连接器站16被供应给接头机器人10。

在机械臂10.1旁，接头机器人1具有可调节的载物座10.4。载物座10.4以可竖向和水平移动的方式实现并且在其自由端上承载有目标探测机构11。

还参照图3以便解释目标探测机构11。目标探测机构11在图3的侧视图中被示意性示出。目标探测机构11包括目标探测装置11.1。光电管组件、3D传感器或3D相机可被用作目标探测装置11.1。目标探测装置11.1的设计取决于待采集的记录图像的各自要求。目标探测装置11.1被分配有照明设备11.3，照明设备例如由发光二极管形成。此外，目标探测装置11.1被直接接合至图像处理模块11.2。图像处理模块11.2包含有图像处理程序以及用于存储图案图像的数据存储器。

如从图1和图2的图示中得知地，目标探测机构11通过被接合至操作机器人9的载物座10.4可以被引导至纺丝位置中的各不同位置。目标探测装置11.1于是能够以光学方式探测在导丝辊机构和卷绕机构处的物理状态。例如接头机器人10连带目标探测装置11可以在其中一个所述纺丝位置1.1-1.3中的丝线断裂之后被提供给各自的纺丝位置。每个纺丝位置被实现为具有识别标记19.1-19.3以便识别纺丝位置。如图1所示，识别标记19.1-19.3安置在卷绕机构7的端侧上。为了识别，目标探测装置11.1现在被引导以与识别标记19.1-19.3齐平，以便能够执行识别标记的光学探测。在图像处理模块11.2内将识别标记19.1、19.2或19.3的记录图像与纺丝位置1.1、1.2、1.3的存储识别图案相比较，以借助图案识别来识别出纺丝位置1.1、1.2或1.3。

一旦到达了已记录下在此出现丝线断裂的各自纺丝位置，目标探测装置11.1就被引导至机构2、3、4、5、6或7以便以光学方式探测其状态。

为此，在图4.1和图4.2中示出了导丝辊机构6的辊套的记录图像以及用于图案比较的相关图案图像的实施例。导丝辊机构6的导丝辊6.1的辊套在图4.1中被示出，该辊套在周面上具有缠绕丝线。相比之下，图4.2示出在如下状态下的不具缠绕丝线的导丝辊机构的导丝辊6.1的辊套，此时可以实现丝线组的新接头。就此而言，根据图4.1的记录图像将会导致首先启动操作程序以便移除导丝辊6.1的辊套上的缠绕丝线。例如机械臂10.1首先能通过刀片机构去除缠绕丝线。为了检查该操作程序，借助目标探测装置11.1的导丝辊6.1的辊套的光学探测被重复，以便通过图案识别发信显示辊套的完美无瑕状态。在导丝辊机构6内借助操作机器人9的丝线接合只在那种状态下可行。

为了检查在纺丝位置1.1-1.3中和在合成丝线生产工作中的丝线组接头，图5.1和图5.2示出了导丝辊机构6的状态的记录图像和导丝辊机构6的图案图像的另一个实施例。图5.1表示记录图像导丝辊机构6的导丝辊6.1的辊套的暂时状态。相比之下，在图5.2中示出了用于评估和识别的存储图案图像。图5.2的图案图像中可以看到具有在辊套上被引导的共10根丝线的图案。相比之下，导丝辊6.1的辊套的暂时状态的记录图像表明不规则图案，因为其中一根丝线丢失了。就此而言，存在导致纺丝位置停止的功能故障。

为了能够将从图案识别中得到的结果直接转换为控制命令，图像处理模块11.2被直接连接至机器人控制器12和机器控制器13。在根据图5.1和图5.2的最后提到的实施例中，各自纺丝位置将会首先通过机器控制器被中断，以便随后开始借助操作机器人9的丝线组的新接头。

如图4和图5所示的导丝辊机构6的导丝辊6.1的辊套的状态的记录图像和图案图像只是示例性的。原则上，所有机构2、3、4、5、6和7(丝线组在其中被引导和处理)都可以通过光学方式被探测。功能故障和缺陷于是可以通过目标探测机构11借助与机构4、5、6和7的存储图案图像相比较被快速识别且被转换为相应的控制动作以便能够以自动化方式由操作机器人9执行各自操作程序。接头机器人10在图1和图2中以示例性方式被示出为操作机器人。这些接头机器人优选被用于在过程开始时和在过程中断时管控丝线组以便在挤出之后接收丝线组并将所述丝线组安放到所述机构中。但抛开接头机器人不算，也采用这种在工作期间允许连续生产丝线的操作机器人。例如，落纱机器人被用来接收和送走在卷绕机构7中连续积累的卷好的筒子。为此，根据本发明的熔纺装置的实施例在图6中被示出。

根据图6的熔纺装置实施例基本上与根据图1和图2的上述实施例相同，因此在此将仅解释不同之处并且在其它方面参照上述说明。

在如图6所示的熔纺装置的实施例中，在以与上述实施例相同的方式来实现的纺丝位置1.1-1.3处的操作程序由两个操作机器人9.1、9.2执行。操作机器人9.1作为接头机器人10来实现并且在此情况下被设计成与根据图1和图2的实施例相同。第二操作机器人9.2是落纱机器人20。落纱机器人20以可在操作者廊道23内移动的方式被引导并且能被可选择地提供给纺丝位置1.1-1.3的每个卷绕机构7。落纱机器人20具有在此未被更详细示出的接收芯轴24用于能够接收被保持在卷绕机构7的各自卷绕锭子7.1的更换区域中的筒子。还设有用于将空筒管推装到卷绕锭子7.1上的辅助机构。

在此实施例中，用于纺丝位置1.1-1.3的装置的目标探测的目标探测机构11被设计成具有移动式目标探测装置11.1和固定式图像处理模块11.2。图像处理模块11.2被集成在相机控制单元24中。目标探测装置11.1通过无人机21来引导。无人机21的控制通过相机控制单元24来进行。相机控制单元24还通过无线电通信被连接至机器控制器23以及机器人控制器12.1、12.2。

在工作中，在确立在其中一个在纺丝位置1.1-1.3上出现功能故障时，由机器控制器13触发控制命令，其被提供给相机控制单元24。相机控制单元24如此启动目标探测机构11，即，无人机21接近出现了功能故障的各自纺丝位置1.1-1.3。无人机21现在执行预定飞行路线以便将目标探测装置11.1定位在众多位置中以探测机构4、5、6和7的暂时状态并且均作为记录图像提供给相机控制单元24。在相机控制单元24内的图像处理模块11.2将所传输的记录图像与存储图案图像相比较，以便能够触发下一个操作程序。于是，机器人控制器12.1、12.2可以通过相机控制单元24被直接寻址，以便能够由操作机器人9.1、9.2执行具体操作程序。

在图6所示的实施例中，通过无人机21获得在目标探测装置11.1的移动引导方面的高度灵活性。适用于图像采集的所有传感器和相机都适合作为目标探测装置11.1。3D相机尤其被用来探测纺丝位置中的单元的空间结构。

根据本发明的用于操作熔纺装置的方法以及根据本发明的熔纺装置的特点是，合成丝线的生产过程可以基本上无需操作者就能执行。丝线引导和丝线处理机构的各自工作状态的光学探测允许执行个别的操作程序。因此，可以识别并消除识别缠绕丝线、飞绒污染或在工作过程开始前出现的磨损迹象。

如图1、图2和图6所示的用于执行各种不同的操作程序的操作机器人只是示例性的。因此，也知道了纺丝喷嘴机构的纺丝喷嘴的底侧必须被定期清理。为了开始所谓的刮擦机器人的操作程序，也可以通过光学方式探测纺丝喷嘴机构的纺丝喷嘴。因此，对于本发明，可以按照许多不同的方式在待使用的熔纺装置内执行操作程序。

Claims (11)

1.一种用于在多个纺丝位置上生产合成丝线的熔纺装置的操作方法，其中，在其中一个所述纺丝位置上由被提供至相应纺丝位置的移动式操作机器人执行至少一个操作程序，其特征在于，在操作所述纺丝位置之前和/或在操作所述纺丝位置之后，相应纺丝位置的至少其中一个机构的状态通过目标探测装置以光学方式被探测。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述机构的状态的记录图像与所述机构的存储图案图像相比较，并且所述操作机器人和/或所述纺丝位置根据所识别的图案被控制。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，相应纺丝位置通过识别图案的记录图像来识别，其中，这些纺丝位置具有不同的识别图案。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述目标探测装置通过所述操作机器人或通过无人机被移动到其中一个所述纺丝位置。

5.一种用于生产合成丝线的熔纺装置，所述熔纺装置具有多个纺丝位置(1.1,1.2,1.3)和用于操作所述纺丝位置(1.1,1.2,1.3)的操作机器人(9)，每个纺丝位置具有一个纺丝喷嘴机构(2)、冷却机构(3)、导丝辊机构(6)和卷绕机构(7)，所述操作机器人(9)以平行于成行布置的纺丝位置(1.1,1.2,1.3)的方式被引导，其特征在于，设有具有图像处理模块(11.2)和至少一个目标探测装置(11.1)的目标探测机构(11)，其中，所述目标探测装置(11.1)能够被可选择地提供给每个纺丝位置(1.1,1.2,1.3)。

6.根据权利要求5所述的熔纺装置，其特征在于，至少一个照明设备(11.3)被分配给所述目标探测装置(11)。

7.根据权利要求6所述的熔纺装置，其特征在于，所述目标探测装置(11.1)和所述照明设备(11.3)能够通过所述操作机器人或通过可控无人机来引导。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的熔纺装置，其特征在于，所述目标探测机构(11)的所述图像处理模块(11.2)被连接至机器人控制器(12)和/或机器控制器(13)。

9.根据权利要求8所述的熔纺装置，其特征在于，设有数据存储器，所述数据存储器用于存储所述纺丝位置的这些机构的多个图案图像。

10.根据权利要求5至9中任一项所述的熔纺装置，其特征在于，每个所述纺丝位置(1.1-1.3)被分配多个识别标记(19.1-19.3)中的一个识别标记，所述多个识别标记(19.1-19.3)包含被分配给相应纺丝位置(1.1-1.3)的识别图案并被紧固至这些机构中的一个机构(7)。

11.根据权利要求5至10中任一项所述的熔纺装置，其特征在于，所述目标探测装置(11.1)由3D相机形成。

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