专利名称：筒子纱染色生产线的控制方法
技术领域：
本发明涉及筍子纱染色领域，更具体地，涉及一种筒子纱染色生产线的控制方法。
背景技术：
现有技术在筒子纱染色生产过程中，原料筒子纱需要经过调湿、装纱笼、纱笼入缸和纱笼出缸、染色(包括助剂和盐类的配送)、脱水和烘干等工序，各工序均由人工完成。各工位的操作人员依靠工艺流程卡进行交接和流程跟踪，具有劳动强度大、人员成本高的缺点，无法应对用工荒，也没有实现信息化、自动化，不便管理，制约了企业转型。
发明内容
本发明旨在提供一种可降低劳动强度、实现信息化、自动化管理的筒子纱染色生产线的控制方法。为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，提供了一种筒子纱染色生产线的控制方法，筒子纱染色生产线包括多个工艺设备和多个物流设备，控制方法包括:检测筒子纱染色生产线的染色工序中的某一工序的下一工序所对应的工艺设备是否处于空闲状态，如果工艺设备处于空闲状态，则控制相应的物流设备将该某一工序得到的筒子纱送入该下一工序所对应的工艺设备进行处理，否则，使该筒子纱处于等待状态。进一步地，工艺设备包括 调湿机，物流设备包括移载小车；方法还包括:生成待调湿任务，判断是否需要对原料任务所对应的筒子纱进行调湿；如果需要调湿且调湿机处于空闲状态，则生成移载小车调湿任务并将其加入移载小车路径队列；移载小车根据移载小车路径队列内的任务依次执行相应的操作。进一步地，工艺设备还包括装纱机器人；方法还包括:当存在经调湿机调湿完毕的筒子纱时，判断装纱机器人是否处于空闲状态；如果装纱机器人处于空闲状态，则生成装纱任务并将其加入移载小车路径队列；否则生成装纱缓存任务并将其加入移载小车路径队列。进一步地，工艺设备还包括染缸，物流设备还包括天车；方法还包括:当装纱机器人完成装纱后，判断原料工位是否空闲，如果原料工位空闲，则生成移载小车原料任务并将其加入移载小车路径队列；同时将完成装纱的纱笼标记为待染色状态，并判断是否有来自染缸的呼入信号；如果没有呼入信号，则生成天车待染缓存任务并将其加入天车路径队列，天车根据天车路径队列内的任务执行相应的操作。进一步地，方法还包括:如果收到来自染缸的呼入信号、且纱笼中存在被标记为待染色状态的纱笼，则生成天车入缸任务并将其加入天车路径队列中。进一步地，方法还包括:如果没有收到呼入信号，那么继续判断是否收到来自染缸的呼出信号，如果收到呼出信号，则将该染缸内的纱笼标记为待脱水状态，并检测脱水工位是否空闲；如果脱水工位空闲，那么生成天车脱水任务并将其加入天车路径队列中；否则，生成天车脱水缓存任务并将其加入天车路径队列中。
进一步地，方法还包括:如果未收到呼出信号，则继续检查是否收到来自染缸的呼叫盐类信号；如果收到呼叫盐类信号，则进一步判断盐类称量是否完成，如果已经完成了称量，则生成天车盐类配送任务并将其加入天车路径队列中。进一步地，方法还包括:如果未收到呼叫盐类信号，则进一步判断脱水工位是否空闲；如果脱水工位空闲、且有待脱水状态的纱笼，则生成天车脱水任务并将其加入天车路径队列中。进一步地，方法还包括:检测移载小车任务队列是否为空，如果移载小车任务队列不为空，则控制移载小车执行移载小车任务队列中的第一个任务；当第一个任务完成后，从移载小车任务队列中将该第一个任务删除。进一步地，方法还包括:检测天车任务队列是否为空，如果天车任务队列不为空，则控制天车执行天车任务队列中的第一个任务；当第一个任务完成后，从天车任务队列中将该第一个任务删除。耗时较短的工序可以在一定的时间内，完成多件产品的处理；而在相应的时间段内，耗时较长的工序可能仅可完成该多件产品的中一部分甚至尚未完成一件产品的处理。于是，耗时较短的工序可以提前完成并缓存一些已经被处理的物料，待后续工序中所使用到的工艺设备处于空闲状态时，立即将这些缓存的物料进入下一工序处理。这样，就提高了整个染色过程的效率、降低了劳动强度，同时实现了信息化、自动化管理。
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:图1示意性示出了本发明中的筒子纱染色生产线的流程`
图2示意性示出了移载小车及其任务的控制流程；图3示意性示出了天车及其任务的控制流程；图4示意性示出了移载小车的控制流程；图5示意性示出了天车的控制流程；图6示意性示出了调湿机的控制流程；图7示意性示出了装纱机的控制流程；图8示意性示出了脱水单元的控制流程；图9示意性示出了盐类配送单元的控制流程；以及图10示意性示出了烘干单元的控制流程。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。本发明中，为了便于自动控制、实现自动化，可将原料筒子纱装入托盘中，以便转运。特别地，可以存放托盘的工位包括:原料工位、调湿工位、调湿缓存工位、装纱工位、脱水工位、烘干工位等，托盘及其上的筒子纱可通过移载车运送至各个工位。请参考图1至图10，本发明提供了筒子纱染色生产线的控制方法，其中，筒子纱染色生产线包括多个工艺设备和多个物流设备。优选地，本发明中可使用到以下工艺设备，例如:装纱机器人、卸纱机器人、烘干机器人、调湿机、染色机、染料、助剂和盐类配送设备、脱水机、烘干机中的一个或多个。这些设备均可采用现有技术中本领域已有的设备。优选地，本发明中还可使用到以下的物流设备:移载车和天车中的一个或多个。移载车根据目的工位，其任务可分为:原料任务、调湿任务、装纱任务、装纱缓存任务、脱水任务和烘干任务。装纱机器人将原料筒子纱从托盘中取出，装入对应规格的纱笼，纱笼存放至纱笼缓存工位。纱笼通过天车实现吊进和吊出染缸。该控制方法包括:检测筒子纱染色生产线的染色工序中的某一工序的下一工序所对应的工艺设备是否处于空闲状态，如果该工艺设备处于空闲状态，则控制相应的物流设备将该某一工序得到的筒子纱送入该下一工序所对应的工艺设备进行处理，否则，使该筒子纱处于等待状态。在筒子纱的染色过程中，对整个筒子纱染色生产线上的每个设备的状态进行检测，当完成某一工序时，先检测下一工序所使用的设备是否处于空闲状态。如果该设备处于空闲状态，那么可以利用物流设备(例如移载小车或天车等)将物料(可以指纱笼或筒子纱)转运到相应的工艺设备中去进行相应的处理。否则，纱笼或筒子纱处于等待状态，生成相应的任务，并将任务加入物流设备的任务队列中去。然后检测物流设备的任务队列及该任务队列中的当前任务所需要使用的工艺设备是否处于空闲状态，如果处于空闲状态，则控制该物流设备将纱笼或筒子纱转运到相应的需要使用的工艺设备中。特别地，筒子纱染色生产线的工序依次包括:调湿、装纱、入缸、染色、染料助剂和盐类配送、出缸、脱水、烘干和结束等。其中，调湿工序用于统一纱线的含水率，保证染色均匀，减小色差。装纱工序将单个的筒子纱装入纱笼中，以便通过天车吊入染缸中染色。入缸工序将装有筒子纱的纱笼放入染缸。出缸工序是将染色完成的纱笼移出染缸。染料助剂和盐类配送工序是指当纱笼进入染缸后，即开始染色阶段、染色过程中，要向染缸中注入染料、助剂和盐类，其中助剂和盐类是实现辅助功能的，比如:柔软、提高着色率、漂白等，染料、助剂和盐类根据染缸呼叫信息分别进行配送。脱水工序用于在染色后，脱去纱线的大部分水，以便提高后面烘干的效率。烘干工序可进一步除去纱线中的水分，对其烘干使其达到后续步骤的含水率。需要说明的是，耗时较短的工序可以在一定的时间内，完成多件产品的处理；而在相应的时间段内，耗时较长的工序可能仅可完成该多件产品的中一部分甚至尚未完成一件产品的处理。于是，耗时较短的工序可以提前完成并缓存一些已经被处理的物料，待后续工序中所使用到的工艺设备处于空闲状态时，立即将这些缓存的物料进入下一工序处理。这样，就提高了整个染色过程的效率、降低了劳动强使，同时实现了信息化、自动化管理。可见，本发明中的控制方法中各种任务实质上是并发的。例如，可利用控制器循环访问各个设备，如果有任务，就将任务发送给相应的工艺设备和物流设备，于是相应的物料通过物流设备转运到工艺设备；没有任务，就判断下一个，循环往复。但不同种类的任务之间，需要按照工序的要求依次进行。优选地，请参考图1，多筒子纱染色生产线的多个设备包括移载小车和调湿机；该方法还包括:生成待 调湿任务，判断是否需要对原料任务所对应的筒子纱进行调湿；如果需要调湿且调湿机处于空闲状态，则生成移载小车调湿任务并将其加入移载小车路径队列；移载小车根据移载小车路径队列内的任务依次执行相应的操作。当发现移载小车路径队列内有未完成的移载小车调湿任务时，系统就会不断地查询该移载小车调湿任务所需要的工艺设备(即调湿机)的状态，并在调湿机空闲时将筒子纱转运到调湿机处进行调湿处理。特别地，原料筒子纱装至原料工位的托盘后，可生成相应的任务，这样，移载小车空闲时，就可以将有任务的原料托盘运送至调湿工位。优选地，请参考图1和图2，筒子纱染色生产线的工艺设备还包括装纱机器人；该方法还包括:当存在经调湿机调湿完毕的筒子纱时，判断装纱机器人是否处于空闲状态；如果装纱机器人处于空闲状态，则生成装纱任务并将其加入移载小车路径队列；否则生成装纱缓存任务并将其加入移载小车路径队列。当发现移载小车路径队列内存在装纱任务或装纱缓存任务时，系统会不断查询装纱机器人是否处于空闲状态，并在装纱机器人处于空闲时将筒子纱转运到装纱机器人处，由装纱机器人完成装纱任务。优选地，请参考图1和图3，筒子纱染色生产线的工艺设备还包括染缸，物流设备还包括天车。该方法还包括:当装纱机器人完成装纱后，判断原料工位是否空闲(例如，是否允许放置托盘)，如果原料工位空闲，则生成移载小车原料任务并将其加入移载小车路径队列；同时将完成装纱的纱笼标记为待染色状态，并判断是否有来自染缸的呼入信号；如果没有呼入信号，则生成天车待染缓存任务并将其加入天车路径队列，天车根据天车路径队列内的任务执行相应的操作。特别地，当装纱机器人完成装纱后，还会检测原料工位是否空闲(即是否允许放置托盘)，如果空间，则表明可以利用移载小车将空托盘放入原料工位上。当发现天车路径队列内有未完成的天车待染缓存任务时，系统就会不断查询是否有来自染缸的呼入信号，并在有呼入信号的时候，控制天车将装满了筒子纱的纱笼放入到处于空闲状态的染缸内。优选地，请参考图1和图3，该方法还包括:如果收到来自染缸的呼入信号、且纱笼中存在被标记为待染色状态·的纱笼，则生成天车入缸任务并将其加入天车路径队列中。优选地，请参考图1和图3，方法还包括:如果没有收到呼入信号，那么继续判断是否收到来自染缸的呼出信号，如果收到呼出信号，则将该染缸内的纱笼标记为待脱水状态，并检测脱水工位是否空闲；如果脱水工位空闲，那么生成天车脱水任务并将其加入天车路径队列中；否则，生成天车脱水缓存任务并将其加入天车路径队列中。特别地，染缸在其完成染色时，发出呼出信号，若没有收到呼出信号，则表明染缸尚未完成染色。当完成染色后，方可进行后续的工序，例如脱水和烘干等。由染缸完成染色的纱笼可能会与未经染色的纱笼混合在一起，此时，可利用每个纱笼是否被标记为待脱水状态这一特性，决定是否将该纱笼进入后续处理工序。例如，只有被标记为待脱水状态的纱笼才会进入脱水工序，但是，在进入脱水工序前，还需要检测脱水工位是否空闲，只有在其空闲的时候，才可将其利用天车转运到脱水工位。优选地，请参考图1和图3，方法还包括:如果未收到呼出信号，则继续检查是否收到来自染缸的呼叫盐类信号；如果收到呼叫盐类信号，则进一步判断盐类称量是否完成，如果已经完成了称量，则生成天车盐类配送任务并将其加入天车路径队列中。如果没有收到呼出信号，则有可能是由于染缸处于需要添加染料的状态，此时，染缸会发出呼叫盐类信号。如果发出了呼叫盐类信号，那么相应的系统就会称量一定的盐类，用于将其加入染缸。因此，还需要检测盐类是否已经称量完毕，如果已经称量完毕，那么就需要控制天车将称最好的盐类转运到染缸处以便将其加入染缸。优选地，请参考图1和图3，该方法还包括:如果未收到呼叫盐类信号，则进一步判断脱水工位是否空闲；如果脱水工位空闲、且有待脱水状态的纱笼，则生成天车脱水任务并将其加入天车路径队列中。优选地，请参考图4，该方法还包括:检测移载小车任务队列是否为空，如果移载小车任务队列不为空，则控制移载小车执行移载小车任务队列中的第一个任务；当第一个任务完成后，从移载小车任务队列中将该第一个任务删除。特别地，检测移载小车任务队列可采用先进先出的方式，即先加入该队列中的任务，先被执行。优选地，请参考图5，该方法还包括:检测天车任务队列是否为空，如果天车任务队列不为空，则控制天车执行天车任务队列中的第一个任务；当第一个任务完成后，从天车任务队列中将该第一个任务删除。特别地，天车任务队列可采用先进先出的方式，即先加入该队列中的任务，先被执行。优选地，请参考图6，在调湿工序中，可先判断物料(例如，筒子纱或纱笼等)及托盘是否准备好，如果准备好，则进一步检测调湿机是否准备就绪。如果调湿机已经准备就绪，就可控制调湿机进行相应的操作。优选地，请参考图7，在装纱工序中，可先判断物料及纱笼是否准备好，在准备好的情况下，进一步检测装纱机器人是否准备就绪。这样，在装纱机器人准备就绪的情况下，就可以进行装纱工作了。优选地，请参考图8，在脱水工序中，可先判断物料及托盘是否准备好，如果准备好，则进一步检测脱水单元是否准备好，当脱水单元准备好后，即可控制脱水设备进行脱水处理，处理完毕后 ，进行卸纱操作。优选地，请参考图9，在染料助剂和盐类配送工序中，可先判断染缸是否发出的呼叫盐类配送信号，如果发出了该信号，则进一步检测盐类配送单元是否已经准备就绪，并在盐类配送单元准备就绪的情况下，控制相应的称最装置进行盐类称量。优选地，请参考图10，在烘干工序中，可先判断物料是否准备好，并在烘干单元准备就绪的情况下，控制烘干单元进行相应的工作。优选地，天车根据目的位置，其任务可分为:入缸任务、脱水任务、待染缓存任务、待脱水缓存任务和盐类配送任务等。优选地，移载小车和天车的任务的优先级可根据需要进行设定。本发明可实现筒子纱染色生产线的自动控制，完成各工位的衔接，还能在某工位发生故障时，发生报警，以便通过人工的方式干预生产的过程。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，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。
权利要求
1.一种筒子纱染色生产线的控制方法，所述筒子纱染色生产线包括多个工艺设备和多个物流设备，其特征在于，所述控制方法包括: 检测筒子纱染色生产线的染色工序中的某一工序的下一工序所对应的工艺设备是否处于空闲状态，如果所述工艺设备处于空闲状态，则控制相应的所述物流设备将该某一工序得到的筒子纱送入该下一工序所对应的工艺设备进行处理，否则，使该筒子纱处于等待状态。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述工艺设备包括调湿机，所述物流设备包括移载小车； 所述方法还包括:生成待调湿任务，判断是否需要对所述原料任务所对应的筒子纱进行调湿； 如果需要调湿且所述调湿机处于空闲状态，则生成移载小车调湿任务并将其加入移载小车路径队列；所述移载小车根据所述移载小车路径队列内的任务依次执行相应的操作。
3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述工艺设备还包括装纱机器人； 所述方法还包括:当存在经所述调湿机调湿完毕的筒子纱时，判断所述装纱机器人是否处于空闲状态； 如果所述装纱机器人处于空闲状态，则生成装纱任务并将其加入所述移载小车路径队列；否则生成装纱缓存任务并将其加入所述移载小车路径队列。
4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述工艺设备还包括染缸，所述物流设备还包括天车； 所述方法还包括:当所述装纱机器人完成装纱后，判断原料工位是否空闲，如果原料工位空闲，则生成移载小车原料任务并将其加入所述移载小车路径队列；同时将完成装纱的纱笼标记为待染色状态，并判断是否有来自所述染缸的呼入信号； 如果没有所述呼入信号，则生成天车待染缓存任务并将其加入天车路径队列，所述大车根据所述天车路径队列内的任务执行相应的操作。
5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述方法还包括: 如果收到来自所述染缸的呼入信号、且纱笼中存在被标记为所述待染色状态的纱笼，则生成天车入缸任务并将其加入所述天车路径队列中。
6.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述方法还包括: 如果没有收到所述呼入信号，那么继续判断是否收到来自染缸的呼出信号，如果收到所述呼出信号，则将该染缸内的纱笼标记为待脱水状态，并检测脱水工位是否空闲； 如果所述脱水工位空闲，那么生成天车脱水任务并将其加入所述天车路径队列中；否贝U，生成天车脱水缓存任务并将其加入天车路径队列中。
7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述方法还包括: 如果未收到所述呼出信号，则继续检查是否收到来自所述染缸的呼叫盐类信号； 如果收到所述呼叫盐类信号，则进一步判断盐类称量是否完成，如果已经完成了称量，则生成天车盐类配送任务并将其加入所述天车路径队列中。
8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述方法还包括: 如果未收到所述呼叫盐类信号，则进一步判断脱水工位是否空闲； 如果脱水工位空闲、且有待脱水状态的纱笼，则生成天车脱水任务并将其加入天车路径队列中。
9.根据权利要求2至8中任一项所述的控制方法，其特征在于，所述方法还包括: 检测所述移载小车任务队列是否为空，如果所述移载小车任务队列不为空，则控制所述移载小车执行所述移载小车任务队列中的第一个任务； 当所述第一个任务完成后，从所述移载小车任务队列中将该第一个任务删除。
10.根据权利要求4至8中任一项所述的控制方法，其特征在于，所述方法还包括: 检测所述天车任务队列是否为空，如果所述天车任务队列不为空，则控制所述天车执行所述天车任务队列中的第一个任务； 当所述第一个任务完成·后，从所述天车任务队列中将该第一个任务删除。
全文摘要
本发明提供了一种筒子纱染色生产线的控制方法，筒子纱染色生产线包括多个工艺设备和多个物流设备，控制方法包括检测筒子纱染色生产线的染色工序中的其一工序的下一工序所对应的工艺设备是否处于空闲状态，如果工艺设备处于空闲状态，则控制相应的物流设备将该某一工序得到的筒子纱送入该下一工序所对应的工艺设备进行处理，否则，使该筒子纱处于等待状态。本发明可就提高了整个染色过程的效率、降低了劳动强度，同时实现了信息化、自动化管理。
文档编号G05B19/418GK103235582SQ20131014655
公开日2013年8月7日 申请日期2013年4月24日 优先权日2013年4月24日
发明者单忠德, 杨万然, 靳云发, 吴双峰 申请人:机械科学研究总院先进制造技术研究中心