專利名稱：一種智能無水印染設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種印染設(shè)備，具體地說是一種可實(shí)現(xiàn)紡織品印花技術(shù)綠 色生產(chǎn)的智能無水印染設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)外紡織品印花設(shè)備以機(jī)械設(shè)備為主，自動(dòng)化程度不高，生產(chǎn) 效率低。以巿場(chǎng)主流設(shè)備平網(wǎng)印花機(jī)和圓網(wǎng)印花機(jī)為例，存在三大不足，
一是生產(chǎn)過程中消耗大量淡水且大量排放污水，嚴(yán)重消耗資源、污染環(huán)境； 二是印花花型的實(shí)現(xiàn)必須通過印花網(wǎng)才能完成。由于每一種顏色都需要一 個(gè)印花網(wǎng)，存在著工藝流程及實(shí)現(xiàn)周期長、顏色局限性大、制網(wǎng)成本高、 洗網(wǎng)排污量大等弊端；三是設(shè)備自動(dòng)化智能化程度不高，生產(chǎn)勞動(dòng)強(qiáng)度大， 生產(chǎn)效率低。
近年來，智能化印染設(shè)備已成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)課題，其中最有代 表性的為噴墨印花機(jī)，該設(shè)備是通過計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)將輸入的設(shè)計(jì)花型用 噴墨打印機(jī)將顏色噴印在經(jīng)過前處理的織物上，然后再經(jīng)過蒸化固色、浮 色凈洗工序完成印制。由于該項(xiàng)技術(shù)成本昂貴，生產(chǎn)速度慢，噴嘴及顏料 等關(guān)鍵技術(shù)還未解決，且存在環(huán)保難題，還不能滿足工業(yè)化生產(chǎn)的要求。 因此工業(yè)化規(guī)?；B續(xù)化實(shí)現(xiàn)紡織品智能無水印染目前尚屬一項(xiàng)世界空 白。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述印染設(shè)備存在高能耗、高污染、低效率等問題，本發(fā)明提 出一種能夠?qū)崿F(xiàn)紡織品無網(wǎng)化、無水化、數(shù)字化、智能化印花技術(shù)，最終 實(shí)現(xiàn)紡織品印花生產(chǎn)過程及最終產(chǎn)品綠色環(huán)保的智能無水印染設(shè)備。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
本發(fā)明包括機(jī)器人、顏料輸送裝置及連接于顏料輸送裝置終端的繪染 裝置，繪染裝置中的噴嘴安裝于機(jī)器人上與其連動(dòng)，顏料輸送裝置中的電 動(dòng)執(zhí)行元件的控制信號(hào)、機(jī)器人控制信號(hào)及位置反饋信號(hào)與控制裝置相連， 該控制裝置中安裝有控制程序。
所述控制裝置為PLC及其上位監(jiān)控機(jī);所述PLC具有中央處理器模塊、 數(shù)字量輸入模塊及數(shù)字量輸出模塊，其中中央處理器模塊通過總線接口與 機(jī)器人的伺服控制器相連，伺服控制器通過CAN總線接至上位監(jiān)控機(jī);PLC 與上位監(jiān)控機(jī)進(jìn)行通訊連接；PLC的數(shù)字量輸出模塊接至顏料輸送裝置及 繪染裝置中的電動(dòng)執(zhí)行元件以及繼電器，該繼電器的接點(diǎn)接至伺服控制器 的使能輸入端，數(shù)字量輸入模塊接有控制輸入信號(hào)；所述電動(dòng)執(zhí)行元件為
安裝于顏料輸送裝置以及繪染裝置中的電磁閥；所述機(jī)器人為一組或多組平面直角機(jī)器人，每組機(jī)器人具有X軸伺服電機(jī)及Y軸伺服電機(jī)，分別通 過X軸、Y軸伺服控制器控制，各軸伺服電機(jī)的位置反饋傳感器將機(jī)器人 位置信號(hào)反饋至伺服控制器，X軸伺服控制器的數(shù)字頻率輸出端與Y軸伺 服控制器的數(shù)字頻率輸入端相連所述上位監(jiān)控機(jī)具有圖形用戶接口；所述 上位監(jiān)控機(jī)通過局域網(wǎng)與其它遠(yuǎn)端連接。 本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果
1. 實(shí)現(xiàn)了紡織設(shè)備的無網(wǎng)化、無水化及智能化，節(jié)水、環(huán)保。本發(fā)明 釆用機(jī)器人智能控制代替人工控制，取代了傳統(tǒng)設(shè)備中的印花網(wǎng)，無需消 耗大量淡水沖刷印花網(wǎng)，既節(jié)約淡水資源，減少了污水排放，同時(shí)又滿足 了工業(yè)連續(xù)化生產(chǎn)的需求；
2. 實(shí)現(xiàn)了短流程印花模式，降低了生產(chǎn)成本。本發(fā)明釆用智能裝備， 通過程序控制進(jìn)行智能印花，突破了傳統(tǒng)版網(wǎng)印花技術(shù)中必須套印才能完 成多色圖案這一問題，實(shí)現(xiàn)了短流程印花模式，大大降低了生產(chǎn)成本；
3. 實(shí)現(xiàn)印染紡織品的全新風(fēng)格，提高了產(chǎn)品竟?fàn)幜?。本發(fā)明設(shè)備實(shí)現(xiàn) 了印花圖案的全新風(fēng)格，提高了產(chǎn)品附加值，同時(shí)其智能、環(huán)保、短流程 印染方式對(duì)于印染行業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展，對(duì)于提高產(chǎn)品附加值和巿場(chǎng)竟?fàn)?力有著重要的意義。


圖1為本發(fā)明設(shè)備結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，本發(fā)明包括機(jī)器人、顏料輸送裝置及連接于顏料輸送裝 置終端的繪染裝置，繪染裝置中的噴嘴安裝于機(jī)器人上與其連動(dòng)，顏料輸 送裝置中的電動(dòng)執(zhí)行元件的控制信號(hào)、機(jī)器人控制信號(hào)及位置反饋信號(hào)與 控制裝置相連，該控制裝置中安裝有控制程序。本實(shí)施例中的電動(dòng)執(zhí)行元 件為電磁閥，共有12個(gè)，其中控制噴嘴開/關(guān)的電磁閥為8個(gè)，均安裝于噴嘴根部；另外4個(gè)電磁閬安裝于顏料輸送柜中，控制氣源以便調(diào)節(jié)隔膜泵以實(shí)現(xiàn)顏料的輸送。
所述控制裝置為PLC及其上位監(jiān)控機(jī)，其中PLC具有中央處理器模塊 CPU (西門子315-2dp)、數(shù)字量輸入模塊DI (SM321， 32點(diǎn)輸入)及數(shù)字 量輸出模塊DO(SM322， 16點(diǎn)繼電器輸出)，其中中央處理器模塊CPU通 過總線接口 (Profibus-DP, CPU自帶)與機(jī)器人的伺服控制器相連，伺服 控制器通過CAN總線接至上位監(jiān)控機(jī)；PLC的數(shù)字量輸出模塊接至顏料輸 送裝置及繪染裝置中的電動(dòng)執(zhí)行元件(具體為各電磁閥)以及繼電器，該 繼電器接點(diǎn)接至伺服控制器的使能輸入端，PLC的數(shù)字量輸入模塊接有伺 服控制器的使能接通與斷開操作信號(hào)、X/Y軸的手/自動(dòng)模式選擇、手動(dòng)模 式下的繪染平面內(nèi)的點(diǎn)動(dòng)操作、自動(dòng)模式下的啟動(dòng)/停止，機(jī)器人行走區(qū)域 限位開關(guān)信號(hào)接至伺服控制器，PLC通過總線接口從伺服控制器獲取該限位信號(hào)以供手動(dòng)控制。
所述機(jī)器人為一組或多組平面直角機(jī)器人(本實(shí)施例采用2組)，每組 機(jī)器人具有X軸伺服電機(jī)及Y軸伺服電機(jī)，分別通過X軸、Y軸伺服控制 器(本實(shí)施例中兩伺服控制器分別采用倫茨(Lenze) EVS9323EK、倫茨(Lenze) EVS9324EK)控制，各軸伺服電機(jī)的位置反饋傳感器(本實(shí)施例為旋轉(zhuǎn)變 壓器)將機(jī)器人位置信號(hào)反饋至伺服控制器的位置反饋輸入端，X軸伺服 控制器的數(shù)字頻率輸出端與Y軸伺服控制器的數(shù)字頻率輸入端相連，用于 實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在X軸及Y軸之間速度的傳遞，本實(shí)施例在X軸、Y軸伺服控
制器中利用其內(nèi)部的功能模塊通過編輯分別設(shè)立兩個(gè)電子凸輪，在X軸伺 服控制器中設(shè)立虛擬主軸，該虛擬主軸的速度通過X軸伺服控制器的數(shù)字 頻率輸出端傳送至Y軸伺服控制器的數(shù)字頻率輸入端，從而實(shí)現(xiàn)X軸及Y 軸跟隨同一個(gè)虛擬主軸運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在繪染平面內(nèi)運(yùn)行的位置同步， 構(gòu)成各電子凸輪曲線的數(shù)據(jù)由上位監(jiān)控機(jī)下載至X軸、Y軸伺服控制器中 相應(yīng)的存儲(chǔ)區(qū)間。
所述上位監(jiān)控機(jī)具有圖形用戶接口，以方便人機(jī)對(duì)話。 本發(fā)明中控制裝置為PLC及其上位監(jiān)控機(jī)(采用研華工控機(jī))，上位監(jiān) 控機(jī)內(nèi)插有西門子CP5611 Profibus/MPI通訊卡，該卡通過MPI協(xié)議實(shí)現(xiàn)與 PLC系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通訊；倫茨CAN總線控制器(USB接口)，主要完成伺服系 統(tǒng)的編輯、參數(shù)配置以及印染曲線至伺服控制器的下載工作；除此之外， 上位機(jī)監(jiān)控機(jī)還負(fù)責(zé)印染曲線的編輯修改、設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)控及調(diào)整， 比如虛擬主軸速度的設(shè)定、修改等。
整套系統(tǒng)由兩套直角平面坐標(biāo)機(jī)器人構(gòu)成，每套獨(dú)立，也可以兩套相 互配合使用。
所述顏料輸送裝置由4組隔膜泵組成，可以提供4種顏色的顏料，每 一組平面直角坐標(biāo)機(jī)器人上分別安裝有4組噴嘴，由4個(gè)高速電磁閥控制 噴嘴的開/關(guān)，可以通過上位監(jiān)控機(jī)進(jìn)行各個(gè)噴嘴的開/關(guān)時(shí)間間隔設(shè)定(也 可以設(shè)定到達(dá)某個(gè)位置后，開啟噴嘴)，通過電磁閥開/關(guān)時(shí)間間隔的組合， 可以實(shí)現(xiàn)繪染圖案的多樣性。
本發(fā)明中，PLC通過MPI總線完成同上位監(jiān)控機(jī)的數(shù)據(jù)交換，通過 Profibus總線完成與伺服控制器的數(shù)據(jù)交換；通過PLC內(nèi)部控制程序完成 顏料輸送、噴嘴各個(gè)電磁閥的開啟/關(guān)閉控制，以及整個(gè)裝置的上電、運(yùn)行、 停止以及工作狀態(tài)指示，通過讀取伺服控制器當(dāng)前運(yùn)行參數(shù)來判斷伺服控 制器狀態(tài)，并將參數(shù)傳遞給上位監(jiān)控機(jī)進(jìn)行圖形化顯示。
由于上位監(jiān)控機(jī)還可以將整個(gè)繪染過程中的參數(shù)以配方的形式進(jìn)行保 存，故可以實(shí)現(xiàn)繪染圖案的可重復(fù)性。
本發(fā)明中上位監(jiān)控機(jī)通過局域網(wǎng)與其它遠(yuǎn)端連接，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊。
權(quán)利要求
1.一種智能無水印染設(shè)備，其特征在于包括機(jī)器人、顏料輸送裝置及連接于顏料輸送裝置終端的繪染裝置，繪染裝置中的噴嘴安裝于機(jī)器人上與其連動(dòng)，顏料輸送裝置中的電動(dòng)執(zhí)行元件的控制信號(hào)、機(jī)器人控制信號(hào)及位置反饋信號(hào)與控制裝置相連，該控制裝置中安裝有控制程序。
2. 按權(quán)利要求1所述的智能無水印染設(shè)備，其特征在于所述控制裝 置為PLC及其上位監(jiān)控機(jī)。
3. 按權(quán)利要求2所述的智能無水印染設(shè)備，其特征在于所述PLC具 有中央處理器模塊(CPU )、數(shù)字量輸入模塊(DI)及數(shù)字量輸出模塊(DO ), 其中中央處理器模塊(CPU)通過總線接口與機(jī)器人的伺服控制器相連， 伺服控制器通過CAN總線接至上位監(jiān)控機(jī)；PLC與上位監(jiān)控機(jī)進(jìn)行通訊連 接；PLC的數(shù)字量輸出模塊接至顏料輸送裝置及繪染裝置中的電動(dòng)執(zhí)行元 件以及繼電器，該繼電器的接點(diǎn)接至伺服控制器的使能輸入端，數(shù)字量輸 入模塊接有控制輸入信號(hào)。
4. 按權(quán)利要求2所述的智能無水印染設(shè)備，其特征在于所述電動(dòng)執(zhí) 行元件為安裝于顏料輸送裝置以及繪染裝置中的電磁閥。
5. 按權(quán)利要求2所述的智能無水印染設(shè)備，其特征在于所述機(jī)器人 為 一組或多組平面直角機(jī)器人，每組機(jī)器人具有X軸伺服電機(jī)及Y軸伺服 電機(jī)，分別通過X軸、Y軸伺服控制器控制，各軸伺服電機(jī)的位置反饋傳 感器將機(jī)器人位置信號(hào)反饋至伺服控制器。
6. 按權(quán)利要求5所述的智能無水印染設(shè)備，其特征在于X軸伺服控 制器的數(shù)字頻率輸出端與Y軸伺服控制器的數(shù)字頻率輸入端相連。
7. 按權(quán)利要求2所述的智能無水印染設(shè)備，其特征在于所述上位監(jiān) 控機(jī)具有圖形用戶接口。
8. 按權(quán)利要求l所述的智能無水印染設(shè)備，其特征在于所述上位監(jiān) 控機(jī)通過局域網(wǎng)與其它遠(yuǎn)端連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種智能無水印染設(shè)備，包括機(jī)器人、顏料輸送裝置及連接于顏料輸送裝置終端的繪染裝置，繪染裝置中的噴嘴安裝于機(jī)器人上與其連動(dòng)，顏料輸送裝置中的電動(dòng)執(zhí)行元件的控制信號(hào)、機(jī)器人控制信號(hào)及位置反饋信號(hào)與PLC及其上位監(jiān)控機(jī)相連，PLC具有中央處理器模塊、通過總線接口與機(jī)器人的伺服控制器相連，伺服控制器通過CAN總線接至上位監(jiān)控機(jī)，PLC的數(shù)字量輸出模塊接至顏料輸送裝置及繪染裝置中的電動(dòng)執(zhí)行元件以及繼電器，該繼電器的接點(diǎn)接至伺服控制器的使能輸入端，數(shù)字量輸入模塊接有控制輸入信號(hào)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了印染設(shè)備的無網(wǎng)化、無水化及智能化，節(jié)水、環(huán)保，實(shí)現(xiàn)花型圖案的全新風(fēng)格，降低了生產(chǎn)成本，具有市場(chǎng)競(jìng)爭力。
文檔編號(hào)D06B1/00GK101200846SQ20061013481
公開日2008年6月18日 申請(qǐng)日期2006年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月15日
發(fā)明者鞠景堂 申請(qǐng)人:丹東優(yōu)耐特紡織品有限公司;丹東恒星精細(xì)化工有限公司