專利名稱：筒子紗染色方法及筒子紗染色生產(chǎn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及紡織印染領(lǐng)域，具體而言，涉及一種筒子紗染色方法及筒子紗染色生
產(chǎn)裝置。
背景技術(shù)：
我國是紡織大國，印染工序是紡織產(chǎn)業(yè)鏈中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是產(chǎn)品附加值提升最直接的工序。目前我國紡織印染行業(yè)存在能耗大、污染嚴(yán)重、生產(chǎn)效率低、用工荒、染色質(zhì)量差、自動(dòng)化水平低等問題。①單位產(chǎn)品能耗高。我國紡織印染行業(yè)每印染萬米布消耗5.64噸標(biāo)準(zhǔn)煤，超出國家能耗標(biāo)準(zhǔn)1.8倍。與國外相比，我國單位產(chǎn)品用水量是發(fā)達(dá)國家的2 3倍，能耗是國外的3飛倍，而水的重復(fù)利用率僅為7%，是國外先進(jìn)水平的1/3。

②污水排放量大、污染嚴(yán)重。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國紡織行業(yè)的年耗水量超過100億噸，在新鮮水量取用方面排在全國各行業(yè)的第2位，廢水排放量居全國的第6位，其中印染廢水占全國紡織廢水總排放量的80%，污水中化學(xué)物質(zhì)含量高，難清除，印染廢水的化學(xué)需氧量COD為40(T4000mg/L，高出III類水質(zhì)8倍；生化需氧量BOD為100 1000 mg/L,高出III類水質(zhì)3倍。③生產(chǎn)效率低。國外一次符樣率已經(jīng)達(dá)到90%以上,而國內(nèi)一次符樣率能達(dá)到80%以上的企業(yè)非常少，因此導(dǎo)致重復(fù)染色，制約染色效率，降低了生產(chǎn)效率。④染色質(zhì)量差。影響染色質(zhì)量的因素眾多，主要包括設(shè)備因素、人為因素、工藝因素、原材料因素等，有些因素影響了所有工序，多個(gè)因素直接影響了產(chǎn)品質(zhì)量。⑤設(shè)備自動(dòng)化程度不高。我國紡織行業(yè)與其他行業(yè)相比裝備水平相對落后。目前紡織工業(yè)技術(shù)裝備中，達(dá)到二十世紀(jì)90年代技術(shù)水平的僅占50%，染整行業(yè)裝備技術(shù)水平的差距更大，一部分設(shè)備處于超期服役狀態(tài)，設(shè)備的自動(dòng)化水平較低，缺少在線檢測和反饋手段。⑥行業(yè)用工荒。印染行業(yè)作為勞動(dòng)密集型行業(yè)和勞動(dòng)環(huán)境較為惡劣的行業(yè)，招工較為困難。在生產(chǎn)訂單滿負(fù)荷情況下，面對日益增多的訂單許多企業(yè)卻在為“用工荒”發(fā)愁。目前，行業(yè)內(nèi)開發(fā)出一些適用于臥式染缸的半自動(dòng)化筒子紗染色生產(chǎn)線，部分生產(chǎn)工序仍需要人工參與。與立式筒子紗染色相比，臥式染色機(jī)的相對染色浴比大，染色用水量增加；且紗籠高徑比小，筒子紗層數(shù)較少，雖然便于自動(dòng)化，但是生產(chǎn)效率低。國內(nèi)筒子紗染色行業(yè)普遍采用的染缸為立式染缸。目前，染色設(shè)備及工藝水平低，染色環(huán)境為高溫高濕環(huán)境，化學(xué)染料及助劑飛揚(yáng)，染色環(huán)境惡劣；生產(chǎn)工序需要操作工人全程參與，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，身體易受傷害。且在筒子紗染色過程中，生產(chǎn)多環(huán)節(jié)采用人為設(shè)定參數(shù)、稱量染化料，操作者個(gè)人經(jīng)驗(yàn)影響產(chǎn)品質(zhì)量等問題；同時(shí)工人長期在環(huán)境惡劣的車間工作，易產(chǎn)生疲勞、厭倦情緒，進(jìn)而造成失誤操作；有些工人為計(jì)件工資跳步生產(chǎn)，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量差、生產(chǎn)效率低等諸多問題。本發(fā)明的生產(chǎn)線中使用的一些相關(guān)設(shè)備，可參見以下引證專利:申請?zhí)?200720310752.3,200810224975.7,200820182717.2,201010547621.3,201210035685.4、201210060401.7,201220069951.0,201210065630.8,201210062358.8,201210060422.9。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種筒子紗染色方法及筒子紗染色生產(chǎn)線，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的人工印染工序生產(chǎn)效率低、用工荒、自動(dòng)化水平低的問題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種筒子紗染色方法，順序包括以下步驟:紗線回潮控制步驟，采用紗線回潮控制設(shè)備對筒子紗進(jìn)行回潮控制；紗籠裝載步驟，采用裝紗機(jī)器人將控制回潮后的筒子紗裝到紗籠上；紗籠轉(zhuǎn)運(yùn)步驟，采用自動(dòng)天車將紗籠移至染前緩存區(qū)，再從染前緩存區(qū)移至立式染色機(jī)；染色步驟，采用立式染色機(jī)對控制回潮后的筒子紗進(jìn)行染色；染料自動(dòng)稱量溶解及配送步驟:采用染料自動(dòng)稱量溶解及配送系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)染料的精確稱量、溶解并利用輸送管路輸送至立式染色機(jī)；液體助劑精確計(jì)量及輸送步驟:采用液體助劑精確計(jì)量及輸 送系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)液體助劑體積的精確計(jì)量，并利用管路輸送至立式染色機(jī)；粉狀鹽類助劑自動(dòng)稱量及輸送步驟:采用粉狀鹽類助劑自動(dòng)稱量系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)元明粉或純堿的精確稱量，稱量后的粉狀助劑由天車運(yùn)送至立式染色機(jī)處；脫水步驟，采用卸紗機(jī)器人將染色后筒子紗搬運(yùn)到離心脫水機(jī)上，對染色后的筒子紗進(jìn)行脫水；烘干步驟，采用微波烘干機(jī)對脫水后的筒子紗進(jìn)行烘干，烘干后的筒子紗的紗卷由烘干后輸送帶運(yùn)至成品緩存區(qū)。這些步驟均由中央控制系統(tǒng)進(jìn)行控制
進(jìn)一步地，在紗籠裝載步驟中，裝卸紗機(jī)器人自動(dòng)將鎖扣固定到位。進(jìn)一步地，在染色步驟之后，裝卸機(jī)械手自動(dòng)將鎖扣卸下。進(jìn)一步地，還包括，運(yùn)出步驟，烘干后的筒子紗的紗卷掉落到烘干后輸送帶上，由烘干后輸送帶轉(zhuǎn)運(yùn)至成品緩存區(qū)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于實(shí)現(xiàn)上述筒子紗染色方法的生產(chǎn)裝置，包括:中央控制系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)對以下生產(chǎn)區(qū)域的中央控制以及對生產(chǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)控；紗線回潮控制區(qū)，設(shè)置有紗線回潮控制設(shè)備，用于對筒子紗進(jìn)行回潮控制；紗卷裝卸區(qū)，設(shè)置有筒子紗裝卸機(jī)器人，將控制回潮后的所述筒子紗紗卷裝到紗籠或染色后筒子紗紗卷裝到離心脫水機(jī)上；染色區(qū)，設(shè)置有立式自動(dòng)染色機(jī)，用于對經(jīng)過回潮控制的筒子紗進(jìn)行染色，染色過程中需要的染料、液體助劑及鹽類助劑分別由各自的自動(dòng)化輸送系統(tǒng)按工藝需求提供；脫水區(qū)，設(shè)置有離心脫水機(jī)用于對經(jīng)染色區(qū)染色后的筒子紗進(jìn)行脫水；烘干區(qū)，設(shè)置有烘干機(jī)及烘后輸送帶，對經(jīng)過脫水后的筒子紗進(jìn)行烘干。進(jìn)一步地，還包括回潮控制緩存區(qū)，存放控制回潮后的筒子紗。進(jìn)一步地，還包括成品緩存區(qū)，儲(chǔ)存烘干后的筒子紗，烘后輸送帶將烘干后紗卷運(yùn)至成品緩存區(qū)。進(jìn)一步地，還包括染料助劑鹽類配送區(qū)，設(shè)置物料自動(dòng)稱量和出料裝置，在中央控制系統(tǒng)控制下，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)染料助劑的稱量、溶解并輸送到立式自動(dòng)染色機(jī)。進(jìn)一步地，還包括染前緩存區(qū)，儲(chǔ)存裝到紗籠之后的筒子紗以等待進(jìn)入染色區(qū)。進(jìn)一步地，還包括染后緩存區(qū)，儲(chǔ)存染色之后的筒子紗以等待進(jìn)入脫水區(qū)。應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，采用紗線回潮控制設(shè)備、自動(dòng)天車、立式染色機(jī)、離心脫水機(jī)、微波烘干機(jī)多種自動(dòng)化設(shè)備，從而提高了筒子紗染色的自動(dòng)化水平，因此降低了能耗，提高了生產(chǎn)效率，減少了用工量。


構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
圖1示出了本發(fā)明的筒子紗染色生產(chǎn)線的布置示意 圖2示出了本發(fā)明的筒子紗染色方法的流程 圖3示出了本發(fā)明的筒子紗染色生產(chǎn)線的轉(zhuǎn)運(yùn)裝置的布置示意圖。
具體實(shí)施例方式需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。本發(fā)明的立式筒子紗自動(dòng)化染色生產(chǎn)線主要設(shè)備包括:(1)紗線回潮控制設(shè)備、
(2)立式自動(dòng)染色機(jī)、(3)離心脫水機(jī)、(4)微波烘干機(jī)、(5)粉狀染料機(jī)鹽類助劑配送系統(tǒng)、
(6)中央控制系統(tǒng)及(7)物流運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備。(I)紗線回潮控制設(shè)備:其主要作用為縮短回潮標(biāo)定的時(shí)間，通過計(jì)量系統(tǒng)可準(zhǔn)確標(biāo)定實(shí)際被染紗的凈紗重，實(shí)現(xiàn)無誤差染料和助劑的精確稱量和配比；提高上色效果。其采用高溫高壓強(qiáng)制手段實(shí)現(xiàn)水分在紗線內(nèi)的均勻分布，實(shí)現(xiàn)紗線含水率短時(shí)間內(nèi)絕對均勻，改善紗線回潮率。例如可采用申請?zhí)?01210035685.4中的紗線調(diào)濕機(jī)。(2)立式自動(dòng)染色 機(jī):在中央控制系統(tǒng)控制下，可實(shí)現(xiàn)缸蓋自動(dòng)啟閉、鎖緊及安全聯(lián)鎖；實(shí)現(xiàn)染液循環(huán)過程、溫度控制及液位的自動(dòng)化控制；實(shí)現(xiàn)染料、助劑及鹽類的自動(dòng)計(jì)量加料；染色后實(shí)現(xiàn)壓力脫水；染色過程的工藝參數(shù)可以在線設(shè)定、顯示及檢測。例如可采用申請?zhí)?01210065630.8中的筒子紗染色機(jī)。(3)離心脫水機(jī):在中央控制系統(tǒng)和裝卸機(jī)器人的協(xié)助下，可實(shí)現(xiàn)紗卷的自動(dòng)裝卸，離心脫水后棉紗的含水率< 45%。例如可采用申請?zhí)?00720310752.3中的離心脫水機(jī)。(4)微波烘干機(jī):采用高頻微波源輻射物料，實(shí)現(xiàn)筒子紗的快速、均勻烘干；在微波機(jī)械手的協(xié)助下，可實(shí)現(xiàn)脫水后筒子紗卷按工藝參數(shù)需求自動(dòng)擺放在烘干機(jī)傳送帶上；烘干后的筒子紗在烘后傳送帶的作用下自動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)至成品緩存區(qū)。例如可采用申請?zhí)?00820182717.2中的微波烘干機(jī)。(5)染料助劑鹽類配送系統(tǒng):在中央控制系統(tǒng)控制下，染料配送系統(tǒng)可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)染料的精確稱量、自動(dòng)溶解、輸送；液體助劑系統(tǒng)可滿足10種液體助劑的自動(dòng)計(jì)量、化料、送料需求，并實(shí)現(xiàn)輸送管路的自動(dòng)沖洗；鹽類配送系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)大批量鹽類助劑的自動(dòng)稱量、輸送及溶解，且保持染缸浴比不變。例如可采用申請?zhí)?01210062358.8中的物料自動(dòng)稱量和出料裝置。(6)中央控制系統(tǒng):其硬件主要包括PLC、工控機(jī)、服務(wù)器、攝像頭及監(jiān)視屏。可實(shí)現(xiàn)各種生產(chǎn)信息的管理，提供添加、修改、刪除和查詢操作；將生產(chǎn)任務(wù)指令信息發(fā)送至各工藝單機(jī)；實(shí)時(shí)更新及顯示任務(wù)進(jìn)度、工位信息及任務(wù)流程，給出生產(chǎn)計(jì)劃及物料智能調(diào)度的建議；系統(tǒng)自動(dòng)響應(yīng)并打印任務(wù)簡明信息；定期備份生產(chǎn)任務(wù)數(shù)據(jù)；實(shí)現(xiàn)報(bào)警信息的實(shí)時(shí)顯示、記錄及遠(yuǎn)程協(xié)助功能。例如采用申請?zhí)?01010547621.3中的中央控制系統(tǒng)。
(7)物流運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備:移載車及軌道、轉(zhuǎn)運(yùn)平臺、裝卸紗機(jī)器人、自動(dòng)天車。移載車負(fù)責(zé)托盤在除染色外的其他生產(chǎn)工位之間的轉(zhuǎn)運(yùn)，移載車在即定軌道上按中控系統(tǒng)的要求在各個(gè)工位之間移動(dòng)。轉(zhuǎn)運(yùn)平臺負(fù)責(zé)紗籠的緩存及轉(zhuǎn)運(yùn)，可使紗籠在紗籠緩存位、脫水工位及裝卸紗工位任意調(diào)度。裝卸紗機(jī)器人負(fù)責(zé)托盤及紗籠的裝卸及鎖扣的自動(dòng)裝卸。自動(dòng)天車負(fù)責(zé)將轉(zhuǎn)載位的紗籠放入染色機(jī)，及將染色機(jī)中的紗籠移至緩存平臺。上述設(shè)備例如采用申請?zhí)?01210060026.6中的紗盤轉(zhuǎn)運(yùn)平臺、申請?zhí)?01220069951.0的裝卸紗機(jī)器人、申請?zhí)?01210060422.9的紗籠運(yùn)送設(shè)備等。參見圖1示出的布局圖，本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的立式筒子紗自動(dòng)化染色生產(chǎn)線按區(qū)域劃分，可分為(I )緩存區(qū)、(II)紗線回潮控制區(qū)、(III)紗卷裝卸區(qū)、(IV)染色區(qū)、(V)脫水區(qū)、(VI)烘干區(qū)、α/Π)染料助劑鹽類區(qū)、(VDI)中央控制區(qū)及(IX)維修區(qū)。( I )緩存區(qū):主要包括原料緩存區(qū)、染前緩存區(qū)、染后緩存區(qū)及成品緩存區(qū)。其區(qū)域功能主要為個(gè)生產(chǎn)工序儲(chǔ)備緩存量，減少工序轉(zhuǎn)移之間的時(shí)間間隔，提高生產(chǎn)效率及設(shè)備利用率。緩存區(qū)的設(shè)備主要為緩存架及緩存平臺。(II)紗線回潮控制區(qū):區(qū)域內(nèi)的主要設(shè)備為紗線回潮控制設(shè)備，區(qū)域功能為實(shí)現(xiàn)紗卷的快速回潮控制，實(shí)現(xiàn)水分在紗線內(nèi)的均勻分布，為染化料及助劑的準(zhǔn)確稱量提供依據(jù)。

(III)紗卷裝卸區(qū):主要實(shí)現(xiàn)托盤上紗卷向紗籠轉(zhuǎn)運(yùn)及染色后紗卷由紗籠轉(zhuǎn)運(yùn)至脫水機(jī)紗盤上，同時(shí)還包括鎖扣的自動(dòng)裝卸。自動(dòng)區(qū)域內(nèi)主要設(shè)備為筒子紗裝卸機(jī)器人，在中央控制系統(tǒng)控制下，裝卸機(jī)器人可按任務(wù)需求自動(dòng)實(shí)現(xiàn)筒子紗及鎖扣的裝卸。(IV)染色區(qū):主要功能是實(shí)現(xiàn)筒子紗的染色。其設(shè)備為不同規(guī)格的自動(dòng)化染色機(jī)。在中央控制系統(tǒng)的調(diào)度安排下，可實(shí)現(xiàn)紗籠自動(dòng)進(jìn)出染缸，缸蓋的自動(dòng)開啟，染色工藝的自動(dòng)執(zhí)行及染料助劑鹽類的自動(dòng)添加。染色過程基本實(shí)現(xiàn)無人化操作，實(shí)現(xiàn)工藝參數(shù)的一致性、重現(xiàn)性及可追溯性。(V)脫水區(qū):實(shí)現(xiàn)染色后筒子紗卷的離心脫水，其主要設(shè)備為多臺離心脫水機(jī)。在裝卸機(jī)器人的協(xié)助下，可實(shí)現(xiàn)脫水機(jī)裝卸紗卷的自動(dòng)化及無人化執(zhí)行，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度。(VI)烘干區(qū):實(shí)現(xiàn)筒子紗卷的快速均勻烘干。其主要設(shè)備為烘干機(jī)器人、微波烘干機(jī)及烘后傳送帶。在中央控制系統(tǒng)控制下，烘干機(jī)器人可按工藝需求自動(dòng)將脫水后紗卷均勻擺放到烘干機(jī)傳送帶上，烘干機(jī)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)微波源的開啟與關(guān)閉，自動(dòng)執(zhí)行烘干工藝參數(shù)；烘干后的筒子紗卷在烘干傳送帶的作用下輸送至成品緩存區(qū)。(W)染料助劑鹽類配送區(qū):其主要功能為染化料助劑鹽類的存儲(chǔ)、稱量、溶解及輸送。在中央控制系統(tǒng)控制下，按生產(chǎn)需求，各單元可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)染料、液體助劑及鹽類的自動(dòng)稱量、溶解和輸送，輸送后管路自動(dòng)沖洗，減少交叉污染，提高染色符樣率。(VDI)中央控制區(qū):主要實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線的中央控制及生產(chǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)控。在此區(qū)域內(nèi)，生產(chǎn)相關(guān)人員可根據(jù)生產(chǎn)需求發(fā)送相關(guān)生產(chǎn)指令，同時(shí)可實(shí)時(shí)觀察生產(chǎn)狀況及查詢生產(chǎn)信息。(IX)維修區(qū):主要為生產(chǎn)線中設(shè)備的備品備件的存放區(qū)及維修區(qū)。參見圖2所示，本發(fā)明的筒子紗染色方法包括:
1、根據(jù)生產(chǎn)信息，中央控制新系統(tǒng)發(fā)出指令，移載車接到指令信息后，沿導(dǎo)軌運(yùn)行至原料緩存區(qū)，將對應(yīng)工位的托盤轉(zhuǎn)運(yùn)至紗線回潮控制區(qū)，執(zhí)行紗線回潮控制工藝；
2、回潮控制結(jié)束后，紗線回潮控制設(shè)備將相關(guān)信息發(fā)至中央控制系統(tǒng)；控制系統(tǒng)接到信息后控制移載車將控制回潮后的紗卷轉(zhuǎn)運(yùn)至紗卷裝卸區(qū)；
3、托盤到位后，在中控系統(tǒng)操作下，裝卸紗機(jī)器人將控制回潮后紗卷裝到紗籠上；
4、在裝紗籠的同時(shí)，裝卸機(jī)器人自動(dòng)將鎖扣固定到位；
5、紗卷及鎖扣到位后，中央控制系統(tǒng)根據(jù)緩存工位的情況，控制轉(zhuǎn)運(yùn)平臺和自動(dòng)天車將紗籠轉(zhuǎn)運(yùn)至染前緩存區(qū)的工位上；
6、根據(jù)染缸排產(chǎn)情況，自動(dòng)天車將紗籠吊入到對應(yīng)的染缸內(nèi)，執(zhí)行染色操作；
7、染色結(jié)束后，中控系統(tǒng)根據(jù)任務(wù)排產(chǎn)及緩存工位情況，操縱自動(dòng)天車將染色后紗籠吊到染后緩存區(qū)；
8、根據(jù)任務(wù)排產(chǎn)情況，中控系統(tǒng)操作自動(dòng)天車將對應(yīng)的紗籠轉(zhuǎn)運(yùn)到紗卷裝卸區(qū)；
9、在紗卷裝卸區(qū)內(nèi)，裝卸機(jī)械手對紗籠執(zhí)行卸鎖扣的工作；
10、在卸鎖扣的同時(shí)，裝卸機(jī)械手同時(shí)將卸完鎖扣的紗卷裝到離心脫水機(jī)的紗盤上，執(zhí)行脫水工作；
11、離心脫水結(jié)束后，裝卸機(jī)器人將脫水后的紗卷轉(zhuǎn)運(yùn)至烘干托盤上；離心脫水機(jī)具有兩個(gè)紗盤，當(dāng)一個(gè)紗盤在執(zhí)行脫水工序時(shí)，另外一個(gè)紗盤可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行紗盤的裝或卸；
12、當(dāng)烘干托盤裝完后，裝卸機(jī)器人將結(jié)束信息反饋至中央控制系統(tǒng)，中央控制系統(tǒng)接到信息后安排移載車將烘干托盤轉(zhuǎn)運(yùn)至烘干區(qū)域；
13、烘干托盤轉(zhuǎn)運(yùn)到位后，將產(chǎn)生到位信息，中央控制系統(tǒng)接到信息后，安排烘干機(jī)械手按即定烘干工藝將脫水后紗卷均勻擺放到烘干機(jī)傳送帶上，執(zhí)行微波烘干工序；
14、脫水后紗卷經(jīng)過微波烘干機(jī)后，已經(jīng)烘干結(jié)束，在烘干機(jī)傳送帶的作用下，自動(dòng)掉落到烘后輸送帶上；
15、在烘后輸送帶的作用下，烘干后筒子紗卷由烘干工序轉(zhuǎn)運(yùn)至成品緩存區(qū)。進(jìn)一步地，參見圖3所示，本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的筒子紗染色生產(chǎn)線包括: I)原料、成品存儲(chǔ)區(qū)
原料庫及成品庫分別作為原料與成品的存儲(chǔ)區(qū)，位于生產(chǎn)線兩端。原料庫與成品庫在同一功能區(qū)內(nèi)，外臨輸送通道，內(nèi)接生產(chǎn)線的進(jìn)出口，使物流線路為最短。2 )紗籠存儲(chǔ)、緩沖區(qū)
空紗籠存儲(chǔ)區(qū)是生產(chǎn)線內(nèi)部較大的存儲(chǔ)區(qū)，適當(dāng)?shù)目占喕\存儲(chǔ)除可保證紗籠的正常周轉(zhuǎn)外，還可利用紗籠裝載機(jī)器人等設(shè)備的空閑周期提前裝籠，縮短工藝流程。紗籠緩沖區(qū)是為應(yīng)對染色機(jī)可能出現(xiàn)的短時(shí)間內(nèi)集中出紗的狀況，在染色機(jī)與離心脫水機(jī)之間設(shè)立緩沖區(qū)，以容納離心脫水前積壓的筒子紗，使其不占用染色機(jī)的工位。存儲(chǔ)區(qū)存儲(chǔ)空紗籠，緩沖區(qū)存放染色完畢待脫水的紗籠。當(dāng)存儲(chǔ)區(qū)存放紗籠多時(shí)，緩沖區(qū)的紗籠必然就少；反之亦然。兩區(qū)存儲(chǔ)量之和應(yīng)為定值。紗籠的存儲(chǔ)、緩沖區(qū)域，可最大程度提高空間利用率、縮短物流線路。統(tǒng)籌考慮兩部分空間，將兩區(qū)域集中設(shè)置在通用存儲(chǔ)區(qū)域，最大限度節(jié)省空間，共設(shè)置30個(gè)存儲(chǔ)位置。考慮生產(chǎn)線將來的擴(kuò)展，預(yù)留了相應(yīng)的儲(chǔ)運(yùn)區(qū)域。3)物流區(qū)域
物流區(qū)域內(nèi)設(shè)備主要包括移載車、三坐標(biāo)機(jī)器人和智能天車，實(shí)現(xiàn)紗卷的自動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)、紗籠自動(dòng)裝卸和紗籠自動(dòng)出入缸。移載車主要完成紗卷在各工位之間的轉(zhuǎn)運(yùn)，其最大承載量為800kg，單向行程為35m，運(yùn)行速度為(T30m/min，定位精度達(dá)5mm ;三坐標(biāo)機(jī)器人主要負(fù)責(zé)紗卷和鎖扣的自動(dòng)裝卸，每次最多可抓10個(gè)直徑在17(Tl80mm之間的紗卷，可滿足不同規(guī)格紗籠和脫水機(jī)的自動(dòng)裝卸；紗籠的自動(dòng)進(jìn)出缸由大跨距雙梁自動(dòng)天車完成，自動(dòng)天車跨距為12.5m，行程為61m，定位精度小于±5mm，在轉(zhuǎn)運(yùn)平臺和緩存平臺配合下，可實(shí)現(xiàn)紗籠在不同位置的精確定位。4)染色烘干區(qū)域
染色機(jī)排為雙列均勻布置于車間中部的平臺上，該區(qū)域?yàn)殡p層布置平臺上為操作區(qū)，平臺下為設(shè)備區(qū)布置有泵、閥及管路等設(shè)備。烘干區(qū)域設(shè)有離心脫水機(jī)及微波烘干機(jī)，其設(shè)備功能較為接近。同時(shí)也便于工藝銜接。紗線回潮控制設(shè)備采用高溫高壓強(qiáng)制條件實(shí)現(xiàn)紗卷回潮率的統(tǒng)一；不同類型的染色機(jī)經(jīng)自動(dòng)化技術(shù)提升和工藝優(yōu)化后，可實(shí)現(xiàn)缸蓋自動(dòng)啟閉和安全連鎖功能，實(shí)現(xiàn)染色過程自動(dòng)化和工藝參數(shù)精確控制，一次符 樣率可達(dá)到96%，優(yōu)化后的染色工藝比優(yōu)化前可節(jié)省工藝時(shí)間25%左右，提高染色效率；基于中央控制的自動(dòng)離心脫水機(jī)采用雙吊籃設(shè)計(jì)，工作效率明顯提高，且與裝卸紗機(jī)械手配合可實(shí)現(xiàn)離心脫水工序的自動(dòng)化運(yùn)行；烘干工序采用高效、節(jié)能、清潔化的微波烘干機(jī)，實(shí)紗卷的快速、均勻烘干，避免紗卷烘干過程中的顏色泳移和發(fā)焦黃等缺點(diǎn)，且比傳統(tǒng)熱風(fēng)烘干節(jié)能3(Γ40%，與射頻烘干相比，節(jié)能2(Γ30%。5)染料助劑配送區(qū)
染料、助劑配送區(qū)域近鄰染色區(qū)，可使輸送管路做到最短，該區(qū)域?yàn)殡p層結(jié)構(gòu)，下設(shè)庫房、原料間，上層為配送設(shè)備。染料助劑區(qū)域主要包括染化料自動(dòng)稱量、輸送和粉狀助劑自動(dòng)稱量、輸送兩部分。染化料采用精確稱量、液體輸送的方式，滿足40種染化料的需求，最小稱量值為2g，稱量精度為0.0lg，溶解用水自動(dòng)恒溫供水、溫?zé)崴詣?dòng)分配；不銹鋼內(nèi)拋光管輸送管路，采用水氣結(jié)合清潔方式，確保管路清洗干凈，避免交叉污染；粉狀物料采用粉式存儲(chǔ)與輸送系統(tǒng)，雙料罐周轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)，最大分配速率為60kg/min，稱量范圍額為4kg飛00kg，稱量精度為0.2kg ；采用自動(dòng)天車實(shí)現(xiàn)粉料輸送，在保證浴比的情況下，采用溢流化鹽方式實(shí)現(xiàn)粉狀助劑的充分溶解。6)通道
各個(gè)功能區(qū)由通道分割，染色區(qū)側(cè)面通道為車間主通道，可保證消防、設(shè)備維修及人員行走的需求。根據(jù)各區(qū)域的功能及面積需求，對整條生產(chǎn)線進(jìn)行布局規(guī)劃。以下提供多個(gè)實(shí)施實(shí)例供參考:(以下實(shí)施例均缺少紗線回潮控制步驟、紗籠裝載步驟、轉(zhuǎn)運(yùn)步驟)
實(shí)例1、筒子紗活性染料前處理/染色一浴法超短快速染色固色工藝1.0417Kg/個(gè)、32 S X2純棉針織坯紗480個(gè)，置于某型染紗缸中，浴比1: 10?？迫A素某型黑、少量某藍(lán)、染料總量6.5% ;元明粉、促進(jìn)劑若干；加料、升溫按以下操作方法:將缸內(nèi)加好冷水，浴比在10左右；開主泵等常規(guī)運(yùn)轉(zhuǎn)；染料事先用小桶化好后倒入化料缸中，回水適當(dāng)，用蒸汽加熱到適當(dāng)溫度至染料徹底溶解，5 10分鐘內(nèi)加入至染缸中；接著化料缸中回水適當(dāng)、將元明粉倒入加熱攪拌、在10分鐘內(nèi)將全部元明粉化好加進(jìn)染缸內(nèi)；再次回水，半缸，將促進(jìn)劑(例如公開號為CN101168928A的專利中所述適當(dāng)助劑及其任何類似物質(zhì))一次加入、攪拌I分鐘左右，用5 10分鐘時(shí)間加入染缸內(nèi)；編程2°C /min。升溫至60°C，保溫80分鐘，過程中30分鐘后可隨時(shí)取樣、至顏色達(dá)到要求后即可終止保溫；停止主泵、排水；加冷水至1: 10左右的浴比、加皂煮劑直至溫度為98°C、運(yùn)行8 10分鐘；排水、加冷水重復(fù)洗兩遍、每遍5 10分鐘；加水、加入200ml醋酸、洗5 10分鐘、排水；加水、加柔軟劑、運(yùn)行10分鐘，出布、脫水、烘干、取樣并按國標(biāo)測試各種牢度。結(jié)果符合要求，比純堿鮮艷、勻稱、手感柔軟、顏色完全在缸差范圍，除濕磨牢度為3 4級外，其余均在
4、或4 5級。整個(gè)加工不到5小時(shí)、節(jié)約工序5 7道，比傳統(tǒng)工藝節(jié)約染料20%左右；節(jié)水50 70噸；染出結(jié)果合格；沾色牢度優(yōu)于同期用純堿染出的結(jié)果。實(shí)例2、筒子紗的活性染料超短快速染色固色工藝流程
某前處理好的純棉針織筒子紗2120Kg，藏青(B-GD)0.45125 %、黑(MZ-RH)、元明粉80g/L、促進(jìn)劑4g/L。用某型浴比為7 8的氣壓染紗缸染色。加料、升溫、保溫、后處理等參照實(shí)例I進(jìn)行，但保溫結(jié)束后，在皂煮前加一次水洗；皂煮15分鐘，之后水洗兩次、過酸一次；固色、柔軟、出缸。時(shí)間5小時(shí)。按此法，即使加上傳統(tǒng)前處理，用水可控制在90噸/染每噸布以內(nèi)，蒸汽消耗從6 8噸/染每噸布，下降到3.9噸/染每噸布；用電400度/染每噸紗以內(nèi)。實(shí)例3、用極小浴比染筒子紗的活性染料超短快速染色固色工藝流程
1.0417Kg/個(gè)、32 S X 2全棉針織筒子坯紗780個(gè)；染玫紫色，深度3.65 %(0.w.f);將紗裝入某型非小浴比常見染缸內(nèi)，加水，至剛接觸裝紗架底盤；按照公開號為CN101168928A的專利中的核心技術(shù)，開正泵試機(jī)，至水流能夠維持正常循環(huán)、液體浸滿紗線時(shí)，水位才剛淹過底盤、尚未淹到一個(gè)紗高、大大少于所謂的半缸水；將純堿打樣的原方染料用量(按1: 10打的小樣)減去30%、元明粉減去60 70%、促進(jìn)劑減10% (具體參考來樣深度和打小樣的情況決定)；加料、操作、后處理步驟等參照上述實(shí)例1、2進(jìn)行；升溫直升；染色的加料、保溫階段采用全正泵運(yùn)作；因?yàn)樗倪M(jìn)出量小，可以實(shí)現(xiàn)快進(jìn)快出；并且蒸汽用量、特別是鹽的用 量大幅下降。等后處理時(shí)，再回到正?；蛉杂幂^小的浴比；仍可全正泵運(yùn)行；固色前增加一次酸洗；染完后顏色、層差在可接受范圍，結(jié)果合格。采用本法，光染色階段染料節(jié)約30%、元明粉節(jié)約60%以上、水節(jié)約4 5噸、蒸汽節(jié)約0.23噸左右，整個(gè)染色時(shí)間不到4個(gè)小時(shí)。實(shí)例4、用活性染料超短快速染色固色工藝技術(shù)方法相關(guān)技術(shù)在超低浴比下對筒子紗進(jìn)行傳統(tǒng)的前處理
在某型常見傳統(tǒng)氣壓缸中內(nèi)裝入1.0417Kg的全棉32 S X2針織紗800個(gè)，加入所需各種前處理助劑的80%進(jìn)行煮練；加水、至快接近裝紗架底盤時(shí)啟動(dòng)正泵試機(jī)，至紗上液體溢流出來看似飽滿、均勻、連續(xù)、循環(huán)正常；水位在底盤上下附近；編程升溫、過程中有其它加料操作的、正常繼續(xù)；適時(shí)取樣、合格后排液。取少量紗樣清洗干凈烘干測試各種指標(biāo)，白度、毛效、失重、強(qiáng)力等均優(yōu)于常規(guī)浴比法。用此超低浴比法，同樣可以進(jìn)行前處理的氧漂、酶除氧、水洗，以及進(jìn)行其它一浴法前處理過程、各種功能整理過程。從以上的描述中，可以看出，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了如下技術(shù)效果:
筒子紗全自動(dòng)短流程生產(chǎn)線集成了自動(dòng)化的染色機(jī)、離心機(jī)、微波烘干機(jī)，以及自動(dòng)化物流系統(tǒng)、染料助劑配送、紗線回潮控制等技術(shù)，采用中央控制系統(tǒng)對多臺套設(shè)備和物流運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)進(jìn)行控制，形成一條筒子紗全自動(dòng)化生產(chǎn)線，可實(shí)現(xiàn)高效率、高質(zhì)量、低成本的生產(chǎn)。采用立式紗籠的紗卷自動(dòng)裝卸方法和設(shè)備，解決染色過程中勞動(dòng)強(qiáng)度大、用人多、人工效率低等問題。運(yùn)用染化料自動(dòng)配送技術(shù)，解決人為因素對染色一次成功率的主要影響，解決人工搬運(yùn)和計(jì)量接觸大量有刺激味鹽類的問題。實(shí)現(xiàn)所有設(shè)備中央控制室控制，可對設(shè)備的重要參數(shù)時(shí)時(shí)監(jiān)控和反饋，大幅度降低了人為因素的影響，提高染色一次符樣率。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在 本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種筒子紗染色方法，其特征在于該方法順序包括以下步驟: 紗線回潮控制步驟，采用紗線回潮控制設(shè)備對筒子紗進(jìn)行回潮控制； 紗籠裝載步驟，采用裝紗機(jī)器人將控制回潮后的筒子紗裝到紗籠上； 紗籠轉(zhuǎn)運(yùn)步驟，采用自動(dòng)天車將所述紗籠移至染前緩存區(qū)，再從所述染前緩存區(qū)移至立式染色機(jī)； 染色步驟，采用所述立式染色機(jī)對控制回潮后的所述筒子紗進(jìn)行染色； 染料自動(dòng)稱量溶解及輸送步驟:采用染料自動(dòng)稱量溶解及輸送系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)染料的精確稱量、溶解并利用輸送管路輸送至所述立式染色機(jī)； 液體助劑精確計(jì)量及輸送步驟:采用液體助劑精確計(jì)量及輸送系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)液體助劑體積的精確計(jì)量，并利用管路輸送至所述立式染色機(jī)； 粉狀鹽類助劑自動(dòng)稱量及輸送步驟:采用粉狀鹽類自動(dòng)稱量系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)元明粉或純堿的精確稱量，稱量后的粉狀助劑由天車運(yùn)送至所述立式染色機(jī)； 脫水步驟，采用卸紗機(jī)器人將染色后筒子紗搬運(yùn)到離心脫水機(jī)上，對染色后的筒子紗進(jìn)行脫水； 烘干步驟，采用微波烘干機(jī)對脫水后的所述筒子紗進(jìn)行烘干，烘干后的筒子紗的紗卷由烘干后輸送帶運(yùn)至成品緩存區(qū)； 上述步驟均由中央控制系統(tǒng)進(jìn)行控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的筒子紗染色方法，其特征在于，在所述紗籠裝載步驟中，所述裝卸紗機(jī)器人自動(dòng)將鎖扣固定到位。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的筒子紗染色方法，其特征在于，在所述染色步驟之后，裝卸機(jī)械手自動(dòng)將鎖扣卸下。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的筒子紗染色方法，其特征在于，還包括運(yùn)出步驟，烘干后的所述筒子紗的紗卷掉落到烘干后輸送帶上，由所述烘干后輸送帶轉(zhuǎn)運(yùn)至成品緩存區(qū)。
5.一種用于實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述的筒子紗染色方法的筒子紗染色生產(chǎn)裝置，其特征在于，包括: 中央控制系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)對以下生產(chǎn)區(qū)域的中央控制以及對生產(chǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)控； 紗線回潮控制區(qū)，設(shè)置有紗線回潮控制設(shè)備，用于對筒子紗進(jìn)行回潮控制； 紗卷裝卸區(qū)，設(shè)置有筒子紗裝卸機(jī)器人，將控制回潮后的所述筒子紗紗卷裝到紗籠或染色后的筒子紗紗卷裝到離心脫水機(jī)上； 染色區(qū)，設(shè)置有立式自動(dòng)染色機(jī)，用于對所述紗線回潮控制區(qū)處理過的所述筒子紗進(jìn)行染色，染色過程中需要的染料、液體助劑及鹽類助劑分別由各自的自動(dòng)化輸送系統(tǒng)按工藝需求提供； 脫水區(qū)，設(shè)置有離 心脫水機(jī)用于對經(jīng)染色區(qū)染色后的所述筒子紗進(jìn)行脫水； 烘干區(qū)，設(shè)置有烘干機(jī)及烘后輸送帶，對經(jīng)過脫水后的所述筒子紗進(jìn)行烘干。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的生產(chǎn)裝置，其特征在于:還包括回潮控制緩存區(qū)，存放控制回潮后的所述筒子紗。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的生產(chǎn)裝置，其特征在于:還包括成品緩存區(qū)，儲(chǔ)存烘干后的所述筒子紗；所述烘后輸送帶將烘干后紗卷運(yùn)至所述成品緩存區(qū)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的生產(chǎn)裝置，其特征在于:還包括染料助劑鹽類配送區(qū)，設(shè)置物料自動(dòng)稱量和出料裝置，在中央控制系統(tǒng)控制下，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)染料助劑的稱量、溶解并輸送到所述立式自動(dòng)染色機(jī)。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的生產(chǎn)裝置，其特征在于:還包括染前緩存區(qū)，儲(chǔ)存裝到紗籠之后的所述筒子紗以等待進(jìn)入所述染色區(qū)。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的生產(chǎn)裝置，其特征在于:還包括染后緩存區(qū)，儲(chǔ)存染色之后的所述筒子紗以等待進(jìn)入所述脫水 區(qū)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種筒子紗染色方法及筒子紗染色生產(chǎn)裝置。本發(fā)明的筒子紗染色方法，包括紗線回潮控制步驟，采用紗線回潮控制設(shè)備對筒子紗進(jìn)行回潮控制；紗籠裝載步驟，采用裝紗機(jī)器人將控制回潮后的筒子紗裝到紗籠上；紗籠轉(zhuǎn)運(yùn)步驟，采用自動(dòng)天車將紗籠移至染前緩存區(qū)，再從染前緩存區(qū)移至立式染色機(jī)；染色步驟，采用立式染色機(jī)對控制回潮后的筒子紗進(jìn)行染色；染料自動(dòng)稱量溶解及配送步驟；液體助劑精確計(jì)量及輸送步驟；粉狀鹽類助劑自動(dòng)稱量及輸送步驟；脫水步驟，對染色后的筒子紗進(jìn)行脫水；烘干步驟，采用微波烘干機(jī)對脫水后的筒子紗進(jìn)行烘干。本發(fā)明的技術(shù)方案采用多種自動(dòng)化設(shè)備，提高了筒子紗染色的自動(dòng)化水平。
文檔編號D06B21/00GK103225189SQ201310155400
公開日2013年7月31日 申請日期2013年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月28日
發(fā)明者單忠德, 吳雙峰, 王紹宗, 靳云發(fā), 楊萬然, 李周, 李樹廣, 沈敏舉, 張倩, 陳隊(duì)范, 劉琳, 鹿慶福 申請人:機(jī)械科學(xué)研究總院先進(jìn)制造技術(shù)研究中心, 泰安康平納機(jī)械有限公司