CN116787938A - 一种基于物联网的智能无水数码印花一体机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及数码印花领域，尤其涉及一种基于物联网的智能无水数码印花一体机，包括：处理单元，用以对目标织物进行热处理以及对目标织物进行局部降温处理；信息采集单元，用以针对目标织物的待印花面进行亲水试验以及检测试验液滴与目标织物的接触角；分析处理单元，用以在目标织物不符合亲水性要求时根据接触角确定预热处理装置的热处理时长，确定是否开启水雾冷却装置以及根据目标织物的无印区域的面积确定水雾冷却装置的工作方式；数码印花单元，用以数码印花；印花控制单元，根据目标织物的纹理参数对应确定数码印花单元的参数调节方式；本发明根据目标织物的织线状态以及织物性质对应调节工作参数，提高了数码印花的质量。
Description
技术领域
本发明涉及数码印花领域，尤其涉及一种基于物联网的智能无水数码印花一体机。
背景技术
数码印花，是将花样图案通过数字形式输入到计算机，通过计算机印花分色描稿系统编辑处理，再由计算机控制微压电式喷墨嘴把专用染液直接喷射到纺织品上，形成所需图案。传统的工艺中，由于普通面料特性使得墨水喷印到面料上之后，墨水会顺着纤维产生渗化现象，使得喷印花型模糊不清。因此在印花之前面料需要上浆料解决数码喷印花型颜色渗化问题，印花之后需要水洗去掉浆料，水洗过程造成大量残留染液的废水，水洗加热浪费更多能源，水洗后还要皂洗，工序多且费时、费料、浪费水、浪费能源。
中国专利CN102173201B公开了一种数码印花机和数码印花系统，包括：机架、打印喷头、移动平台、安装在移动平台上的用于安装待印物的至少两个工作台；以及与移动平台连接的用于带动该移动平台移动的至少一个移动平台传动装置、与该打印喷头连接的用于带动该打印喷头移动的打印喷头传动装置；该移动平台传动装置和打印喷头传动装置安装在机架上。由此可见，上述技术方案存在以下问题：无法根据实际织物的纹理特征以及织物性质确定系统的工作参数导致印花效果差。
发明内容
为此，本发明提供一种基于物联网的智能无水数码印花一体机，用以克服现有技术中，无法根据实际织物的纹理特征以及织物性质确定系统的工作参数导致印花效果差的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种基于物联网的智能无水数码印花一体机，包括：
处理单元，包括用以对目标织物进行热处理的预热处理装置以及对目标织物进行局部降温处理的水雾冷却装置；
信息采集单元，包括用以对目标织物的待印花面进行亲水试验的滴液装置以及检测试验液滴与目标织物的接触角的视觉检测装置；
分析处理单元，其分别与所述处理单元以及所述信息采集单元相连，用以根据所述接触角确定目标织物是否符合亲水性要求，并在目标织物不符合亲水性要求时根据接触角确定预热处理装置的热处理时长，以及在热处理结束完成时重新对目标织物的印花图形区域进行接触角检测，以确定是否开启水雾冷却装置，并根据目标织物的无印区域的面积确定水雾冷却装置的工作方式；
数码印花单元，其与所述分析处理单元相连，用以对目标织物进行数码喷墨印花；
印花控制单元，其与所述数码印花单元相连，用以根据目标织物的纹理参数确定数码印花单元的参数调节方式；
其中，所述参数调节方式包括调节数码印花单元的喷墨压力和/或调节数码印花单元的喷墨距离；所述目标织物的纹理参数根据目标织物的织物待印花面的织线直径以及织物待印花面的织线密度确定。
进一步地，分析处理单元根据所述接触角确定目标织物是否符合亲水性要求；
若目标织物的接触角大于亲水接触角参考值，判定目标织物不符合亲水性要求。
进一步地，分析处理单元在第一亲水调节条件下计算目标织物的接触角R与亲水接触角参考值R0的差值△R并根据△R确定预热处理装置的热处理时长；
所述差值△R与所述预热处理装置的热处理时长为正相关关系；
其中，所述第一亲水调节条件为目标织物的接触角大于亲水接触角参考值。
进一步地，分析处理单元在预热处理装置热处理结束完成时重新控制信息采集单元针对目标织物的待印花面进行亲水试验并检测试验液滴与目标织物的印花图形区域的接触角，若接触角小于亲水接触角参考值，则根据该接触角与亲水接触角参考值的接触角差值确定水雾冷却装置的水雾冷却温度；
所述接触角差值与所述水雾冷却装置的水雾冷却温度为正相关关系。
进一步地，分析处理单元在微冷喷射条件下根据目标织物的无印区域的面积确定水雾冷却装置的工作方式，其中；
若目标织物的无印区域的面积为第一无印面积状态，所述分析处理单元判定水雾冷却装置针对无印区域进行全面降温；
若目标织物的无印区域的面积为第二无印面积状态，所述分析处理单元判定水雾冷却装置针对无印区域进行部分降温；
其中，所述微冷喷射条件为水雾冷却温度判定完成，所述第一无印面积状态下的数值均小于所述第二无印面积状态下的数值，所述无印区域为印花选取区域内无需进行喷墨印花的区域；所述印花选取区域为目标织物待印花面上内含印花图形区域的一最小矩形区域。
进一步地，所述部分降温为分析处理单元控制水雾冷却装置以无印区域与印花图形区域的接触轮廓为冷却区域，水雾冷却装置对目标织物的冷却区域进行降温处理；
分析处理单元根据无印区域的面积对应确定水雾冷却装置的喷射直径，所述无印区域的面积与所述水雾冷却装置的喷射直径为正相关关系；
其中，所述分析处理单元设有最小喷射直径以及最大喷射直径。
进一步地，所述印花控制单元根据目标织物的纹理参数确定数码印花单元的参数调节方式；
若目标织物的纹理参数处于第一预设纹理参数范围，所述印花控制单元判定对数码印花单元的喷墨压力进行调节；
若目标织物的纹理参数处于第二预设纹理参数范围，所述印花控制单元判定对数码印花单元的喷墨距离进行调节；
其中，所述第一预设纹理参数范围内的数值均小于所述第二预设纹理参数范围内的数值。
进一步地，目标织物的纹理参数K由下式确定：
其中，D为织物待印花面的织线直径，D0为参考织线直径，B为织物待印花面的织线密度，B0为参考织线密度，α1为线宽权重系数，α2为密度权重系数，其中，0＜α2＜α1，0＜D0，B＜B0。
进一步地，所述印花控制单元根据目标织物的纹理参数K与预设纹理参数K0的第一纹理参数差值△K1调节数码印花单元的喷墨压力；
其中，K0大于第一预设纹理参数范围内的任一数值。
进一步地，所述印花控制单元根据目标织物的纹理参数K与预设纹理参数K0的第二纹理参数差值△K2对应调节数码印花单元的喷墨距离。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明通过信息采集单元检测试验液滴与目标织物的接触角，从而反应喷墨吸收能力并对应设置预热处理装置的热处理时长，以增加目标织物对于喷墨的吸收能力，在热处理结束完成且试验液滴的与目标织物的印花图形区域内接触角小于亲水接触角参考值时，根据该接触角与亲水接触角参考值的接触角差值确定水雾冷却装置的水雾冷却温度，避免了数码印花时，由于喷墨的渗染导致喷墨印花效果差的问题，并且本发明根据目标织物纹理参数对应设置数码印花单元的工作参数，使得工作参数更加符合实际工作场景，相比于现有技术，本发明通过实际检测目标织物的纹理状态以及织物性质进而调节一体机的工作参数且对目标进行处理，使得本发明的印花质量提升，进而提高了本发明的印花效率。
附图说明
图1为本发明所述基于物联网的智能无水数码印花一体机的单元连接图。
图2为本发明所述目标织物的示意图；
图3为本发明所述冷却区域的放大示意图；
图4为本发明所述印花选取区域的示意图；
图中：1，印花图形区域；2，待印花面；3，接触轮廓；4，印花选取区域。
实施方式
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1所示，其为本发明所述基于物联网的智能无水数码印花一体机的单元连接图，一种基于物联网的智能无水数码印花一体机，包括：
处理单元，其包括用以对目标织物进行热处理的预热处理装置以及对目标织物进行局部降温处理的水雾冷却装置；
信息采集单元，包括用以针对目标织物的待印花面进行亲水试验的滴液装置以及检测试验液滴与目标织物的接触角的视觉检测装置；
分析处理单元，其分别与所述处理单元以及所述信息采集单元相连，用以根据试验液滴与目标织物的接触角确定目标织物是否符合亲水性要求，并在目标织物不符合亲水性要求时根据接触角确定预热处理装置的热处理时长，以及在热处理结束完成时重新检测试验液滴与目标织物的印花图形区域的接触角，以确定是否开启水雾冷却装置，并根据目标织物的无印区域的面积确定水雾冷却装置的工作方式；
数码印花单元，其与所述分析处理单元相连，用以对目标织物进行数码喷墨印花；
印花控制单元，其与所述数码印花单元相连，用以根据目标织物的纹理参数对应确定数码印花单元的参数调节方式；
其中，所述参数调节方式包括调节数码印花单元的喷墨压力和/或调节数码印花单元的喷墨距离；所述目标织物的纹理参数根据目标织物的织物待印花面的织线直径以及织物待印花面的织线密度确定。
其中，所述织线密度为单位面积的目标织物的织线数量。
具体而言，信息采集单元针对目标织物的待印花面进行亲水试验并控制视觉检测装置检测到的试验液滴的与目标织物的接触角，分析处理单元根据接触角确定目标织物是否符合亲水性要求；
若目标织物的接触角小于或等于亲水接触角参考值，判定目标织物符合亲水性要求；
若目标织物的接触角大于亲水接触角参考值，判定目标织物不符合亲水性要求；
所述亲水试验为信息采集单元控制滴液装置针对目标织物的待印花面滴定预设质量的试验液滴并控制视觉检测装置检测试验液滴与目标织物的接触角。
作为可实施的方式，信息采集单元可采用具有自动滴液功能以及视觉识别功能的一体化光学接触角测量装置实现针对目标织物的亲水性检测；在印花喷墨过程中，墨水需要被吸收到织物纤维的内部，而织物表面的接触角会影响墨水分子在织物表面的分布和渗透能力。如果织物表面的接触角较大，墨水分子很难渗透到织物纤维内部，会在表面形成珠状结构，无法有效地被吸收，如果织物表面的接触角较小，墨水分子可以更容易地渗透到织物纤维内部，被吸收并固定在织物上，所述试验液滴可采用纯净水，或采用与喷墨性质相同的液体，但是需对实验织物进行检测。
其中，所述亲水接触角参考值的取值与污水数码印花的历史数据有关，即用户能够记录历史印花制备数据中满足用户印花需求的织物的接触角，统计并计算所有接触角的平均值，从而确定亲水接触角参考值的取值。
具体而言，分析处理单元在第一亲水调节条件下计算目标织物的接触角R与亲水接触角参考值R0的差值△R并根据△R确定预热处理装置的热处理时长，设定，△R＝R-R0；
所述差值△R与所述预热处理装置的热处理时长为正相关关系，所述分析处理单元设有最大热处理时长，若判定热处理时长大于最大热处理时长，所述分析处理单元将热处理时长的取值设定为最大热处理时长；
其中，所述第一亲水调节条件为目标织物的接触角大于亲水接触角参考值。
具体而言，所述差值△R反映了目标织物的亲水性与用户需求的亲水性的差距，并根据该差值△R对应控制预热处理装置对目标织物进行热处理，所述预热处理装置可采用热压机，利用热压机的高温和高压来改变织物的纤维结构，从而改善织物的亲水性。
具体而言，分析处理单元在预热处理装置热处理结束完成时重新控制信息采集单元针对目标织物的待印花面进行亲水试验并检测试验液滴与目标织物的印花图形区域的接触角，若接触角小于亲水接触角参考值，则根据该接触角与亲水接触角参考值的接触角差值确定水雾冷却装置的水雾冷却温度；
所述接触角差值与所述水雾冷却装置的水雾冷却温度为正相关关系。
具体而言，分析处理单元在微冷喷射条件下根据目标织物的无印区域的面积确定水雾冷却装置的工作方式；
若目标织物的无印区域的面积为第一无印面积状态，所述分析处理单元判定水雾冷却装置针对无印区域进行全面降温；
若目标织物的无印区域的面积为第二无印面积状态，所述分析处理单元判定水雾冷却装置针对无印区域进行部分降温；
其中，所述微冷喷射条件为水雾冷却温度判定完成，所述第一无印面积状态下的数值均小于所述第二无印面积状态下的数值，所述无印区域为印花选取区域内无需进行喷墨印花的区域；所述印花选取区域为目标织物待印花面上内含印花图形区域的一最小矩形区域。
具体而言，由于热处理后的目标织物整体亲水性增强，所以易导致印花过程中印花墨水的渗染，从而导致最终印花效果差的问题，本技术方案中通过水雾冷却装置对印花图像区域外围轮廓内无需印花区域进行降温以降低其亲水性，进而避免印花墨水的渗染，进一步提高了本发明的印花效果；所述无印面积状态的取值与目标织物对于印花墨水的渗染能力有关，即用户能够根据历史生产数据中，相同材质的印花墨水所对应记录的最大渗染面积，用户能够根据最大渗染面积结合自身印花精度需求设定无印面积状态的取值，应保证的是，第一无印面积状态的取值应小于最大渗染面积。
具体而言，所述部分降温为分析处理单元控制水雾冷却装置以无印区域与印花图形区域的接触轮廓为冷却区域，水雾冷却装置对目标织物的冷却区域进行降温处理；
分析处理单元根据无印区域的面积对应确定水雾冷却装置的喷射直径，所述无印区域的面积与所述水雾冷却装置的喷射直径为正相关关系；
其中，所述分析处理单元设有最小喷射直径以及最大喷射直径。
具体而言，分析处理单元根据无印区域的面积对应确定水雾冷却装置的喷射直径，其中，仅需保证针对无印区域与印花图形区域的接触区域达到降温效果即可，进一步提高了印花速度。
具体而言，所述印花控制单元根据目标织物的纹理参数对应确定数码印花单元的参数调节方式；
若目标织物的纹理参数处于第一预设纹理参数范围，所述印花控制单元判定对数码印花单元的喷墨压力进行调节；
若目标织物的纹理参数处于第二预设纹理参数范围，所述印花控制单元判定对数码印花单元的喷墨距离进行调节；
其中，所述第一预设纹理参数范围内的数值均小于所述第二预设纹理参数范围内的数值。
具体而言，所述预设纹理参数参考值的取值与目标织物的材质有关，用户能够选取相同的目标织物，相同的印花工作参数，在喷墨压力或喷墨距离下检测是否最终印花效果符合用户需求，记录喷墨印染效果差的目标织物的纹理参数范围并结合本领域技术人员的技术经验作为第一预设纹理参数范围，记录存在喷墨飞溅的目标织物的纹理参数范围并结合本领域技术人员的技术经验作为第二预设纹理参数范围。
具体而言，所述目标织物的纹理参数K由下式确定：
其中，D为织物待印花面的织线直径，D0为参考织线直径，B为织物待印花面的织线密度，B0为参考织线密度，α1为线宽权重系数，α2为密度权重系数，其中，0＜α2＜α1，0＜D0，B＜B0；其中，线宽权重系数和密度权重系数根据实际生产中织物待印花面的织线直径以及织物待印花面的织线密度对于印花效果的影响程度确定，提供一种α1和α2的取值，α1＝0.6，α2＝0.4。
具体而言，所述印花控制单元根据目标织物的纹理参数K与预设纹理参数K0的第一纹理参数差值△K1对应调节数码印花单元的喷墨压力，调节后的喷墨压力为F，设定F＝F0×ζ，所述ζ为压力转换系数，1＜ζ；
设定，△K1＝K0-K，K0大于第一预设纹理参数范围内的任一数值。
具体而言，所述印花控制单元根据目标织物的纹理参数K与预设纹理参数K0的第二纹理参数差值△K2对应调节数码印花单元的喷墨距离，调节后的喷墨距离为L，设定L＝L0×ε，所述ε为距离转换系数，ε≥1；
设定，△K2＝K-K0，K0＝K时，ε的取值为1。
实施例：请参阅图2至图4所示，在本实施例中，印花选取区域4内无印区域的面积为第二无印面积状态，所述分析处理单元判定水雾冷却装置针对无印区域进行部分降温，分析处理单元控制水雾冷却装置以无印区域与印花图形区域1的接触轮廓3为冷却区域，水雾冷却装置按照冷却区域进行运动并对目标织物进行降温处理。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于物联网的智能无水数码印花一体机，其特征在于，包括：
处理单元，包括用以对目标织物进行热处理的预热处理装置以及对目标织物进行局部降温处理的水雾冷却装置；
信息采集单元，包括用以对目标织物的待印花面进行亲水试验的滴液装置以及检测试验液滴与目标织物的接触角的视觉检测装置；
分析处理单元，其分别与所述处理单元以及所述信息采集单元相连，用以根据所述接触角确定目标织物是否符合亲水性要求，并在目标织物不符合亲水性要求时根据接触角确定预热处理装置的热处理时长，以及在热处理结束完成时重新对目标织物的印花图形区域进行接触角检测，以确定是否开启水雾冷却装置，并根据目标织物的无印区域的面积确定水雾冷却装置的工作方式；
数码印花单元，其与所述分析处理单元相连，用以对目标织物进行数码喷墨印花；
印花控制单元，其与所述数码印花单元相连，用以根据目标织物的纹理参数确定数码印花单元的参数调节方式；
其中，所述参数调节方式包括调节数码印花单元的喷墨压力和/或调节数码印花单元的喷墨距离；所述目标织物的纹理参数根据目标织物的织物待印花面的织线直径以及织物待印花面的织线密度确定。
2.根据权利要求1所述的基于物联网的智能无水数码印花一体机，其特征在于，分析处理单元根据所述接触角确定目标织物是否符合亲水性要求；
若目标织物的接触角大于亲水接触角参考值，判定目标织物不符合亲水性要求。
3.根据权利要求2所述的基于物联网的智能无水数码印花一体机，其特征在于，分析处理单元在第一亲水调节条件下计算目标织物的接触角R与亲水接触角参考值R0的差值△R并根据△R确定预热处理装置的热处理时长；
所述差值△R与所述预热处理装置的热处理时长为正相关关系；
其中，所述第一亲水调节条件为目标织物的接触角大于亲水接触角参考值。
4.根据权利要求3所述的基于物联网的智能无水数码印花一体机，其特征在于，分析处理单元在预热处理装置热处理结束完成时重新控制信息采集单元针对目标织物的待印花面进行亲水试验并检测试验液滴与目标织物的印花图形区域的接触角，若接触角小于亲水接触角参考值，则根据该接触角与亲水接触角参考值的接触角差值确定水雾冷却装置的水雾冷却温度；
所述接触角差值与所述水雾冷却装置的水雾冷却温度为正相关关系。
5.根据权利要求4所述的基于物联网的智能无水数码印花一体机，其特征在于，分析处理单元在微冷喷射条件下根据目标织物的无印区域的面积确定水雾冷却装置的工作方式，其中；
若目标织物的无印区域的面积为第一无印面积状态，所述分析处理单元判定水雾冷却装置针对无印区域进行全面降温；
若目标织物的无印区域的面积为第二无印面积状态，所述分析处理单元判定水雾冷却装置针对无印区域进行部分降温；
其中，所述微冷喷射条件为水雾冷却温度判定完成，所述第一无印面积状态下的数值均小于所述第二无印面积状态下的数值，所述无印区域为印花选取区域内无需进行喷墨印花的区域；所述印花选取区域为目标织物待印花面上内含印花图形区域的一最小矩形区域。
6.根据权利要求5所述的基于物联网的智能无水数码印花一体机，其特征在于，所述部分降温为分析处理单元控制水雾冷却装置以无印区域与印花图形区域的接触轮廓为冷却区域，水雾冷却装置对目标织物的冷却区域进行降温处理；
分析处理单元根据无印区域的面积对应确定水雾冷却装置的喷射直径，所述无印区域的面积与所述水雾冷却装置的喷射直径为正相关关系；
其中，所述分析处理单元设有最小喷射直径以及最大喷射直径。
7.根据权利要求6所述的基于物联网的智能无水数码印花一体机，其特征在于，所述印花控制单元根据目标织物的纹理参数确定数码印花单元的参数调节方式；
若目标织物的纹理参数处于第一预设纹理参数范围，所述印花控制单元判定对数码印花单元的喷墨压力进行调节；
若目标织物的纹理参数处于第二预设纹理参数范围，所述印花控制单元判定对数码印花单元的喷墨距离进行调节；
其中，所述第一预设纹理参数范围内的数值均小于所述第二预设纹理参数范围内的数值。
8.根据权利要求7所述的基于物联网的智能无水数码印花一体机，其特征在于，目标织物的纹理参数K由下式确定：
其中，D为织物待印花面的织线直径，D0为参考织线直径，B为织物待印花面的织线密度，B0为参考织线密度，α1为线宽权重系数，α2为密度权重系数，其中，0＜α2＜α1，0＜D0，B＜B0。
9.根据权利要求8所述的基于物联网的智能无水数码印花一体机，其特征在于，所述印花控制单元根据目标织物的纹理参数K与预设纹理参数K0的第一纹理参数差值△K1调节数码印花单元的喷墨压力；
其中，K0大于第一预设纹理参数范围内的任一数值。
10.根据权利要求8所述的基于物联网的智能无水数码印花一体机，其特征在于，所述印花控制单元根据目标织物的纹理参数K与预设纹理参数K0的第二纹理参数差值△K2对应调节数码印花单元的喷墨距离。
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