CN114054423A - 一种喷丝板自动清洗方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种喷丝板自动清洗方法及装置，该装置能够完成喷丝板的自动上架、预清洗、吹干、亚砜煮洗、冲洗、超声波清洗、吹干、烘干、自动下架，实现喷丝板清洗过程的全自动化，大大降低人工劳动强度，提高喷丝板的清洗效率，保证清洗效果，操作简单、方便、安全，适于工业化生产应用。

Description

一种喷丝板自动清洗方法及装置

技术领域

本发明为一种喷丝板自动清洗方法及装置，涉及喷丝板清洗领域。

背景技术

在碳纤维原丝生产过程中，通过喷丝板纺丝原液形成细条状并经过后续牵拉成为原丝制品。纺丝原液中杂质、生产过程中吸水等因素均会导致喷丝板发生堵孔，导致生产难以为继。因此喷丝板经过一段时间使用后均会进行一次彻底的清洗，以保证喷丝板的内外洁净，满足高品质碳纤维原丝的生产要求。

传统上喷丝板的清洗主要通过人工操作的形式，由工作人员手工操作将喷丝板预清洗、放于亚砜槽煮并用超声波进行清洗。这种方式存在如下缺陷：喷丝板较重，导致人工清洗效率低、劳动强度大、安全隐患多；喷丝板精度高，人工操作不能保证清洗质量的稳定性，进而导致原丝及碳丝产品性能出现波动。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供减轻工人劳动强度，同时保证清洗质量稳定性的喷丝板自动清洗方法及装置。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

本发明为一种喷丝板自动清洗的装置。

该装置包括：

自动配送模块，选择所需型号喷丝板，将喷丝板运送到指定工位；设置立体仓库内将选择的喷丝板，装载到IGV小车上；

自动上架模块，用于自动夹取IGV小车送来的喷丝板，放于预清洗模块的传送带上；

预清洗模块，用于喷丝板进行初步清洗，清除喷丝板表面污垢；

亚砜煮洗模块，用于喷丝板内部堵塞的纺丝原液溶解；

超声波清洗模块，用于喷丝板内部的污垢去除；

烘干模块，用于对喷丝板进行烘干；

自动下架模块，用于将完全清洗完毕的喷丝板从清洗线上卸下并运送入货架上。

本发明中设置计算机终端，用于接收自动配送模块、自动上架模块、预清洗模块、亚砜煮洗模块、超声波清洗模块、烘干模块、自动下架模块各个模块的数据信息，在系统出现问题时，能够通过上传来的数据找出错误，并且能够远程更改系统程序。

本发明提供一种喷丝板自动清洗方法，该方法为

设置自动配送模块根据选择所需型号喷丝板，将喷丝板运送到指定工位；

设置自动上架模块，用于自动夹取IGV小车送来的喷丝板，放于预清洗模块的传送带上；

设置预清洗模块，对喷丝板进行初步清洗，清除喷丝板表面污垢；其中，通过预清洗模块内设置的预清洗箱底部的过滤板过滤较大杂质，经过过滤板下面的油水分离器，将油水分离，水分通入储存罐，储存罐的水经过精过滤器过滤后，直接通到喷淋头进行喷淋，实现清洗水回收再利用，预清洗时间为5-10min；最后用风刀喷丝板预清洗后的水分清除。

设置亚砜煮洗模块，对喷丝板内部堵塞的纺丝原液溶解；通过控制煮洗温度为80-150℃，煮洗时间根据喷丝板数量及复杂程度不同设为1-5h；煮洗完毕的喷丝板出煮洗槽后，用脱盐水进行喷淋清洗，将亚砜清除。

设置超声波清洗模块，对喷丝板内部的污垢去除；超声波清洗时间为3-13min。超声波清洗完后，用风刀吹喷丝板，去除表面污物及水分；

设置烘干模块，对喷丝板进行烘干；设置温度90-130℃，烘干时间20-50min；

设置自动下架模块，用于将完全清洗完毕的喷丝板从清洗线上卸下并运送入货架上。

真空清洗模块中包括：真空清洗箱、压力传感器、抽气管道、进气管道、加热器、进水管道、出水管道。真空清洗箱中设有加热器，加热器上设有进水管道与出水管道；真空清洗箱顶部设有抽气管道、进气管道；真空清洗箱外接压力传感器。

本发明相对于现有技术相比具有显著优点为：1、本发明通过喷丝板自动清洗系统，实现喷丝板清洗更换的自动化，在清洗过程中，完成喷丝板自动的上架、预清洗、吹干、亚砜煮洗、冲洗、超声波清洗、吹干、烘干、自动下架；2、本发明的系统中各个部分协同作用，使喷丝板清洗更换变得高效、快捷、准确，装夹机械臂的使用免去了人工装卸喷丝板的繁琐，计算机终端能够在更换系统出现错误时，排查收集到的数据，并远程修改系统程序，实现远程控制管理车间。

附图说明

图1为本发明的结构整体示意图。

图2为本发明的装置的结构示意图。

图3为真空清洗模块的结构示意图。

1-自动配送模块一；

2-自动上架模块，21-装夹机械臂；22-光电传感器；

3-预清洗模块；31-预清洗箱32-油水分离器33-储存罐34-精过滤器35-喷淋头；

4-亚砜煮洗模块；5-超声波清洗模块6-真空清洗模块7-烘干模块8-自动下架模块；真空清洗模块6中，61-真空清洗箱62-压力传感器63-抽气管道64-进气管道65-加热器66-进水管道67-出水管道；

9-自动配送模块二。

具体实施方式

结合附图对本发明做进一步说明

本发明为一种喷丝板自动清洗的装置，该装置包括：

自动配送模块一1，选择所需型号喷丝板，将喷丝板运送到指定工位；设置立体仓库内将选择的喷丝板，装载到IGV小车上；

自动上架模块2，用于自动夹取IGV小车送来的喷丝板，放于预清洗模块的传送带上；

预清洗模块3，用于喷丝板进行初步清洗，清除喷丝板表面污垢；

亚砜煮洗模块4，用于喷丝板内部堵塞的纺丝原液溶解；

超声波清洗模块5，用于喷丝板内部的污垢去除；

烘干模块7，用于对喷丝板进行烘干；

自动下架模块8，用于将完全清洗完毕的喷丝板从清洗线上卸下并运送入货架上。

自动配送模块二9，包括立体仓库、IGV小车。

本发明中设置计算机终端，有人机交互功能的触摸屏，采用PID自动控制模式，用于接收自动配送模块、自动上架模块、预清洗模块、亚砜煮洗模块、超声波清洗模块、烘干模块、自动下架模块各个模块的数据信息，在系统出现问题时，能够通过上传来的数据找出错误，并且能够远程更改系统程序。

具体的，自动上架模块2，包括装夹机械臂21、传动带及光电传感器22。

其中，光电传感器为对射型，用于检测传送带的固定位置上有无喷丝板，装夹机械臂接收传感器信号，决定是否将喷丝板从放置架抓取并移动至传送带上。

预清洗模块3，包括预清洗箱31、过滤机构32、喷淋头35、风刀；预清洗箱31，包括清洗槽及喷淋头；过滤机构，用于过滤预清洗废水并进行回收利用，包括过滤板、油水分离器、储存罐33、精过滤器34，预清洗箱31底部的过滤板过滤较大杂质，经过过滤板下面的油水分离器，将油水分离，水分通入储存罐33，储存罐33的水经过精过滤器过滤后，直接通到喷淋头进行喷淋，实现清洗水回收再利用，预清洗时间为5-10min；风刀，用于喷丝板预清洗后的水分清除，风刀所用压缩空气可采用车间自有空气或鼓风机制备。

亚砜煮洗模块4，包括亚砜槽、加热管道、喷淋头。加热管道用于控制亚砜温度，煮洗温度为80-150℃，煮洗时间根据喷丝板数量及复杂程度不同设为1-5h，加热方式为蒸汽控制；煮洗完毕的喷丝板出煮洗槽后，用脱盐水进行喷淋清洗，将亚砜清除。

超声波清洗模块5，包括超声波发生器、风刀。超声波发生器，设于清洗槽内，原理在于声能转化为机械动能；由于受到超声波的辐射，槽内清洗液中的微气泡能够在声波的作用下保持振动，破坏污物与喷丝板内部喷丝孔表面的吸附，从而达到清洗的目的。本方案中超声波发生器可以分布在两侧及底部，从而达到清洗效果最大化的目的。超声波清洗时间为3-13min。超声波清洗完后，用风刀吹喷丝板，去除表面污物及水分等，风刀所用压缩空气可采用车间自有空气或鼓风机制备。

烘干模块7，用于对喷丝板进行烘干，设置温度90-130℃，烘干时间20-50min。

自动下架模块8，用于将完全清洗完毕的喷丝板从清洗线上卸下并运送入货架上。自动下架模块8包括光电传感器、装卸机械臂。光电传感器为对射型，用于检测传送带的固定位置上有无喷丝板，IGV小车接收到信号，移动至规定工位，装卸机械臂接收IGV 信号，将喷丝板从传送带抓取并移动至IGV小车上，IGV小车将喷丝板送至立体仓库规定位置。

自动配送模块二9，包括立体仓库、IGV小车。

其中，立体仓库，用于接收喷丝板型号、清洗工位位置信息，在仓库内选择所需型号喷丝板，装载到IGV小车上；IGV小车，用于在车间中配送喷丝板，与立体仓库通过无线电连接；IGV小车，通过扫描地面上的二维码，来识别与配送工位的相对位置，选择运动方向，最终到达指定工位的IGV小车专用停车位。

IGV小车专用停车位内装有位置传感器，用于识别IGV小车到达指定工位停靠位，触发喷丝板自动上架模块启动；IGV小车专用停车位，用于自动上架模块从IGV小车上夹取喷丝板。

真空清洗模块6包括真空清洗箱，真空清洗箱61中设有加热器65，加热器65上设有进水管道66与出水管道67；真空清洗箱61顶部设有抽气管道63、进气管道64；真空清洗箱61外接压力传感器62。

本发明的工作过程如下：

1.从生产线运送过来的待清洗喷丝板，根据型号不同放置于立体仓库不同的位置，以备后续清洗。在计算机终端的人机交互显示屏中选择计划清洗喷丝板的型号及数量，选择清洗班组、人员后，确定开始清洗。

2.IGV小车来到待清洗喷丝板对应位置，立体仓库将喷丝板置于IGV小车上，IGV小车扫描地面二维码识别路线并运送喷丝板至对应工位。

3.IGV小车停车位的位置传感器触发自动上架模块的装夹机械臂进入工作模式，光电传感器探测到传送带上没有喷丝板后，机械臂接收到信号，将IGV小车上的喷丝板夹持放置于传送带上。下一个自动上架循环开始。

4.传送带将喷丝板送入预清洗箱预定位置，根据喷丝孔数目的不同，预清洗时间在 5-10min之间，喷淋头将清水喷到喷丝板上，去除表面明显杂质，污水经由循环装置进行再利用。喷淋完毕的喷丝板经由高压风刀清除表面水分。

5.预清洗完毕的喷丝板被送入亚砜煮洗槽，喷丝板位于固定位置后，煮洗槽前后出入口自动关闭，喷丝板所在位置下降，使得喷丝板完全浸于亚砜中。亚砜在蒸汽加热下温度升到80-150℃，用于溶解喷丝板内部的浆液。亚砜煮洗完毕后，喷丝板所在位置上升，使得喷丝板脱离亚砜浸渍环境，出口打开，喷丝板离开煮洗槽，脱盐水对喷丝板进行喷淋去除亚砜。

6.煮洗完毕的喷丝板被送入超声波清洗槽，在超声波作用下，喷丝板内部的污物被清除。处理完毕的喷丝板用风刀吹去表面污物及水分等。

超声清理后可选择送入真空清洗箱，清洗槽中的水被加热，水在喷丝板内部沸腾爆破，抽真空到一定压力后，启动进气管道，在内外压差作用下，空气带动水迅速冲洗喷丝板内部，起到很好的清洗效果，反复1-5次。

7.超声波处理完毕的喷丝板进入烘箱，设置温度90-130℃，烘干时间20-50min。

8.烘干后的喷丝板经传送带传送，被光电传感器感知后，发送信号到装夹机械臂，机械臂将喷丝板放置于IGV小车上。IGV小车扫描地面二维码，将喷丝板送于立体仓库的预定位置。IGV小车返回自动下架模块的停车位。

整个过程可实现无人自动化操作，保证了生产的连续性以及喷丝板清洗的质量均一性，对于原丝的质量均一性具有明显的提升作用。

Claims (10)

1.一种喷丝板自动清洗的装置，其特征在于，

该装置包括：

自动配送模块，选择所需型号喷丝板，将喷丝板运送到指定工位；设置立体仓库内将选择的喷丝板，装载到IGV小车上；

自动上架模块，用于自动夹取IGV小车送来的喷丝板，放于预清洗模块的传送带上；

预清洗模块，用于喷丝板进行初步清洗，清除喷丝板表面污垢；

亚砜煮洗模块，用于喷丝板内部堵塞的纺丝原液溶解；

超声波清洗模块，用于喷丝板内部的污垢去除；

烘干模块，用于对喷丝板进行烘干；

自动下架模块，用于将完全清洗完毕的喷丝板从清洗线上卸下并运送入货架上。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，设置计算机终端，有人机交互功能的触摸屏，采用PID自动控制模式，用于接收自动配送模块、自动上架模块、预清洗模块、亚砜煮洗模块、超声波清洗模块、烘干模块、自动下架模块各个模块的数据信息，在系统出现问题时，能够通过上传来的数据找出错误，并且能够远程更改系统程序。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，自动上架模块，包括装夹机械臂、传动带及光电传感，其中，光电传感器为对射型，用于检测传送带的固定位置上有无喷丝板，装夹机械臂接收传感器信号，用于确定喷丝板是否从放置架抓取并移动至传送带上。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，预清洗模块，包括预清洗箱、过滤机构、喷淋头、风刀；预清洗箱，包括清洗槽及喷淋头；过滤机构，用于过滤预清洗废水并进行回收利用，包括过滤板、油水分离器、储存罐、精过滤器，预清洗箱底部的过滤板过滤较大杂质，经过过滤板下面的油水分离器，将油水分离，水分通入储存罐，储存罐的水经过精过滤器过滤后，直接通到喷淋头进行喷淋；风刀，用于喷丝板预清洗后的水分清除，风刀所用压缩空气可采用车间自有空气或鼓风机制备。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，亚砜煮洗模块包括亚砜槽、加热管道、喷淋头，加热管道用于控制亚砜温度，加热方式为蒸汽控制。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，超声波清洗模块，包括超声波发生器、风刀；超声波发生器，设于清洗槽内，用于将槽内清洗液中的微气泡能够在声波的作用下保持振动，破坏污物与喷丝板内部喷丝孔表面的吸附。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，自动下架模块，包括光电传感器、装卸机械臂，其中，光电传感器为对射型。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，超声波清洗模块连接真空清洗模块中包括：真空清洗箱、压力传感器、抽气管道、进气管道、加热器、进水管道、出水管道；真空清洗箱中设有加热器，加热器上设有进水管道与出水管道；真空清洗箱顶部设有抽气管道、进气管道；真空清洗箱外接压力传感器。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，自动配送模块包括自动配送模块一、自动配送模块二，均包括立体仓库、IGV小车，其中，立体仓库，用于接收喷丝板型号、清洗工位位置信息，在仓库内选择所需型号喷丝板，装载到IGV小车上；IGV小车，用于在车间中配送喷丝板，与立体仓库通过无线电连接；IGV小车，通过扫描地面上的二维码，来识别与配送工位的相对位置，选择运动方向，最终到达指定工位的IGV小车专用停车位。

10.一种喷丝板自动清洗方法，其特征在于，该方法为

设置自动配送模块根据选择所需型号喷丝板，将喷丝板运送到指定工位；

设置自动上架模块，用于自动夹取IGV小车送来的喷丝板，放于预清洗模块的传送带上；

设置预清洗模块，对喷丝板进行初步清洗，清除喷丝板表面污垢；其中，通过预清洗模块内设置的预清洗箱底部的过滤板过滤较大杂质，经过过滤板下面的油水分离器，将油水分离，水分通入储存罐，储存罐的水经过精过滤器过滤后，直接通到喷淋头进行喷淋，实现清洗水回收再利用，预清洗时间为5-10min；最后用风刀喷丝板预清洗后的水分清除；

设置亚砜煮洗模块，对喷丝板内部堵塞的纺丝原液溶解；通过控制煮洗温度为80-150℃，煮洗时间根据喷丝板数量及复杂程度不同设为1-5h；煮洗完毕的喷丝板出煮洗槽后，用脱盐水进行喷淋清洗，将亚砜清除；

设置超声波清洗模块，对喷丝板内部的污垢去除；超声波清洗时间为3-13min；超声波清洗完后，用风刀吹喷丝板，去除表面污物及水分；

设置烘干模块，对喷丝板进行烘干；设置温度90-130℃，烘干时间20-50min；

设置自动下架模块，用于将完全清洗完毕的喷丝板从清洗线上卸下并运送入货架上。

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