一种横开门卷染机及其控制系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种横开门卷染机及其控制系统，该卷染机包括卷辊、导布辊、染缸和控制器，所述导布辊包括导布辊a、导布辊b和导布辊c，所述导布辊a、导布辊b和导布辊c呈倒“V”型设置在染缸的上方，所述导布辊b的上端设置有张力检测辊，所述卷辊包括卷辊A和卷辊B，所述卷辊A和卷辊B分别设置在染缸的前后端，还包括加热系统，所述加热系统设置在染缸内。本发明还提供了用于控制该卷染机的系统，本发明的染缸包括第一染缸和第二染缸，且两者之间设置有加热管，能够使得第二染缸内的染液加热均匀，同时保证温度不骤减，另外第二染缸下方还设置有摆动机构能够使得染液更加均匀，大大提高了卷染的质量。
【专利说明】
一种横开门卷染机及其控制系统
技术领域
[0001]本发明涉及纺织印染行业的卷染机技术领域，尤其涉及一种横开门卷染机及其控制系统。
【背景技术】
[0002]卷染机为平幅间歇式染色设备，用于丝绸、棉布、化纤布的染色，以及染色前后煮练和固色处理工序。目前，投入工业应用的国产常温常压卷染机设备自动化控制水平比较低，控制系统的组成大致可以归纳为:采用PLC的转矩控制伺服系统和采用工业控制计算机的变频或者伺服控制系统。
[0003]如申请号为201520499293.2的中国专利公开了一种简易型恒张力卷染机，主体为卷染机，包括染缸、加热管、导布棍、主动滚筒、从动滚筒及PLC控制箱，所述染缸内腔底部固定设置若干个加热管，加热管上方设有两个相互平行，高度相等的导布棍，染缸上方前端设有从动滚筒，染缸上方后端设置有主动滚筒，所述PLC控制箱固定设置在染缸外侧，通过导线分别与加热管及主动滚筒电连接，还包括张力调节装置，所述张力调节装置包括张力调节支架、张力调节辊及弹性装置，所述张力调节支架为两个，分别垂直设置在染缸两侧上边沿中心位置，沿张力调节支架垂直方向的中轴线设置有长条形通孔，所述张力调节辊两端活动设置在通孔内部，张力调节辊两端底部位置与设置在通孔内部底面的弹性装置配合相连。该申请着重考虑到卷染机的张力控制，但是未考虑到染缸内染液的温度和染液是否均匀，容易导致织物的染色不均匀，织物上沾有杂质的部分染料无法渗透到织物上，影响染布质量。
[0004]又如申请号为:201120123630.X的中国专利公开了一种卷染机的控制系统，包括放卷电机、收卷电机，还包括PLC控制系统、受控于PLC控制系统控制的第一变频器和第二变频器，所述的放卷电机和收卷电机为力矩电机，所述的第一变频器控制放卷电机，第二变频器控制收卷电机。所述的PLC控制系统通过CANopen总线控制第一变频器和第二变频器。所述的放卷电机上设有编码器，所述的PLC控制系统、第一变频器、放卷电机、编码器构成闭环系统。所述的收卷电机上设有编码器，所述的PLC控制系统、第二变频器、收卷电机、编码器构成闭环系统。还包括PLC控制系统的触摸屏控制面板。上述控制系统存在的问题是工艺控制参数的不变性，未考虑到染液的温度和是否混合均匀，导致染布不均匀，且能耗与染化料物耗无法降低的问题。
【发明内容】
[0005]为克服现有技术中存在的染液混合不均匀，且其加热温度也不均匀易造成卷染产品质量低下等问题，本发明提供了一种横开门卷染机及其控制系统。
[0006]具体技术方案如下:
[0007]—种横开门卷染机，包括卷辊、导布辊、染缸和控制器，所述卷辊、导布辊和染缸从上至下依次设置，所述控制器与卷辊相连，所述导布辊包括导布辊a、导布辊b和导布辊C，所述导布辊a、导布辊b和导布辊c呈倒“V”型设置在染缸的上方，其中导布辊a和导布辊c平行，所述导布辊b的上端设置有张力检测辊，所述卷辊包括卷辊A和卷辊B，所述卷辊A和卷辊B分别设置在染缸的前后端，还包括加热系统，所述加热系统设置在染缸内。
[0008]在此基础上，所述染缸包括第一染缸和第二染缸，所述第二染缸设置在第一染缸内部，且第一染缸与第二染缸不接触。
[0009]在此基础上，所述第二染缸下方设置有摆动机构，所述摆动机构与控制器相连。
[0010]在此基础上，所述摆动机构包括两个固定底座和滑道，两个所述固定底座之间设置有驱动装置，所述驱动装置与控制器相连，所述滑道包括两条纵向轨道和一条横向轨道，所述纵向轨道与横向轨道垂直，两个所述固定底座分别滑动设置在两条纵向轨道上。
[0011 ]在此基础上，所述加热系统包括内加热系统和外加热系统，所述内加热系统和外加热系统均包括若干根加热管，所述内加热系统的若干根加热管分别均匀设置在第二染缸的底部，所述外加热系统的若干根加热管均匀设置在第二染缸的外侧壁。
[0012]在此基础上，还包括染料输送装置，所述染料输送装置包括外部染料箱、外输送管道和内输送管道，所述外部染料箱与外输送管道相连，并设置在第一染缸外部，所述内输送管道与外输送管道相连，且内输送管道设置在第二染缸的四面内侧壁上，且每面侧壁上的管道均设置有阀门。
[0013]在此基础上，所述外输送管道的口径小于内输送管道的口径。
[0014]本发明还提供了一种用于横开门卷染机的控制系统，包括控制器、运动执行机构和状态监控机构，所述控制器、运动执行机构和状态监控机构均相连，所述控制器用于控制卷染机中的运动执行机构动作，所述运动执行机构用于控制卷染机动作，所述状态监控机构用于监控卷染机中执行机构的动作状态并显示和报警。
[0015]在此基础上，所述控制器为PLC可编程逻辑控制器，所述运动执行机构包括电机、变频器和阀门，所述状态监控机构为电脑终端。
[0016]在此基础上，还包括反馈控制机构，所述反馈控制机构与控制器相连，所述反馈控制机构包括温度传感器和液体密度传感器，所述温度传感器和液体密度传感器设置在第二染缸中。
[0017]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0018]1、本发明包括卷辊、导布辊、染缸和控制器，所述导布辊包括导布辊a、导布辊b和导布辊C，所述导布辊a、导布辊b和导布辊c呈倒“V”型设置在染缸的上方，通过这三根导布辊可以较好控制在染色液体中的走向，且三根导布辊均匀分布，布料各处受力均匀，染色效果较好，提高了加工质量。且导布辊b的上端设置有张力检测辊，可以通过智能检测更好的控制卷染机的张力，大大提高了卷染质量和卷染机的智能化水平。
[0019]2、本发明中染缸包括第一染缸和第二染缸，第二染缸设置在第一染缸内部，且第一染缸与第二染缸不接触。且第二染缸下方设置有摆动机构，所述摆动机构与控制器相连。本发明可以通过控制器控制摆动机构对第二染缸进行规律性的摆动，使得染液混合均匀，同时可以通过控制器调整摆动的频率和幅度，适用于不同的加工工艺，节约了生产的成本。
[0020]3、本发明中加热系统包括内加热系统和外加热系统，内加热系统的若干根加热管分别均匀设置在第二染缸的底部，外加热系统的若干根加热管均匀设置在第二染缸的外侧壁上。在第二染缸的侧壁和底部均设置有加热管，能够使得染液的温度更均匀，提高了卷染质量，另外第一染缸和第二染缸的设计可以起到保温的作用，使得染液的温度的均匀下降，避免了因染液温度控制不当造成的染布不均的问题。
[0021]4、本发明包括染料输送装置，该染料输送装置包括外部染料箱、外输送管道和内输送管道，且内输送管道设置在第二染缸的四面侧壁上，且每面侧壁上的管道均设置有阀门。本发明首先通过人工在外部染料箱内加入所需染料，调制均匀后并通过管道进入到卷染机内，采用4个阀门分别控制染料的流出便可用搅拌机将染料搅拌均匀，提高布料染色的质量。
[0022]5、本发明还提供了一种用于横开门卷染机的控制系统，该系统可以实现对卷染机的智能控制，且本系统还包括反馈控制机构，通过温度传感器和液体密度传感器实时监控染液的状态，实现闭环反馈控制，大大提高了控制系统的智能化，且节约了能耗。
【附图说明】
[0023]图1是本发明一种横开门卷染机的结构示意图；
[0024]图2是本发明一种横开门卷染机摆动装置的结构示意图；
[0025]图3是本发明一种横开门卷染机控制系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0026]以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0027]本发明披露了一种横开门卷染机，如图1所示，包括卷辊、导布辊、染缸和控制器8，卷辊、导布辊和染缸从上至下依次设置，控制器8与卷辊相连，导布辊包括导布辊a21、导布辊b22和导布辊c23，导布辊a21、导布辊b22和导布辊c23呈倒“V”型设置在染缸的上方，其中导布辊a21和导布辊c23平行，通过这三根导布辊可以较好控制在染色液体中的走向，且三根导布辊均匀分布，布料各处受力均匀，染色效果较好，提高了加工质量。另外，导布辊b22的上端设置有张力检测辊4，可以通过智能检测更好的控制卷染机的张力，大大提高了卷染质量和卷染机的智能化水平。卷辊包括卷辊All和卷辊B12，卷辊All和卷辊B12平行设置且卷辊AU和卷辊B12分别设置在染缸的前后端，本发明还包括加热系统，加热系统设置在染缸内。
[0028]如图2所示，染缸包括第一染缸31和第二染缸32，第二染缸32设置在第一染缸31内部，且第一染缸31与第二染缸32不接触。第二染缸32下方设置有摆动机构，该摆动机构与控制器8相连。摆动机构包括两个固定底座61和滑道，两个固定底座61之间设置有驱动装置63，驱动装置63与控制器8相连，滑道包括两条纵向轨道621和一条横向轨道622，滑道不超出第一染缸31，纵向轨道621与横向轨道622垂直，两个所述固定底座61分别滑动设置在两条纵向轨道621上，且可以在横向轨道622上滑动。本发明可以通过控制器8控制摆动机构对第二染缸32进行规律性的摆动，如可以向前或者向两侧进行摆动，使得染液混合均匀，同时可以通过控制器8调整摆动的频率和幅度，适用于不同的加工工艺，节约了生产的成本。
[0029]如图1所示，加热系统包括内加热系统51和外加热系统52，内加热系统51和外加热系统52均包括若干根蒸汽加热管，内加热系统51的若干根加热管分别均匀设置在第二染缸32的底部，外加热系统52的若干根加热管均匀设置在第二染缸32的外侧壁上。蒸汽加热管可以竖向或者横向平铺在第二染缸32的底部和第二染缸32的外侧壁。优选地，本实施例中加热管为蒸汽加热管，且第二染缸32的底部均匀设置有8根蒸汽加热管，第二染缸32的四面内侧壁分别设置有4根蒸汽加热管。在第二染缸32的内侧壁和底部均设置有加热管，能够使得染液的温度更均匀，提高了卷染质量，另外第一染缸31和第二染缸32的设计可以起到保温的作用，使得染液的温度的均匀下降，避免了因染液温度控制不当造成的染布不均的问题。
[0030]如图1所示，本发明还包括染料输送装置，染料输送装置包括外部染料箱71、外输送管道72和内输送管道73，外部染料箱71与外输送管道72相连，并设置在第一染缸31外部，内输送管道73与外输送管道72相连，外输送管道72的口径小于内输送管道73的口径。且内输送管道73设置在第二染缸32的四面侧壁上，且每面侧壁上的管道均设置有阀门731。首先在外部染料箱71内加入所需染料，调制均匀后，将外部输送管道与内输送管道73相连，即将内部输送管道的密封盖打开，将外输送管道72放置在内输送管道73中，旋紧，在保证密封性的情况下，通过控制器8控制染料输送装置进行输送染料，并通过管道上的阀门731将染液均匀释放到第二染缸32内。优选地，本实施例中还设置有搅拌机，当染液中所加的物质难以溶解时，可以通过控制器8启动搅拌机对染液进行再度的搅拌，使得染液更加均匀，大大提高了布料染色的质量。
[0031]本发明还提供了一种用于横开门卷染机的控制系统，如图3所示，包括控制器8、运动执行机构9和状态监控机构10，控制器8、运动执行机构9和状态监控机构10均相连，控制器8整合整个系统的状态，控制卷染机中的运动执行机构9动作，运动执行机构9用于控制卷染机动作，如卷辊的卷绕动作、摆动机构的摆动动作以及外部输送箱的输送动作，状态监控机构10用于监控卷染机中执行机构的动作状态并显示，且当各动作出现异常时进行报警。
[0032]优选地，本实施例中控制器8为PLC可编程逻辑控制器，运动执行机构9包括电机、变频器和阀门731等，本实施例中本实施例中状态监控机构10为电脑终端，也可以为载有监控软件的触摸屏，如西门子多系列的触摸屏等。
[0033]本实施例，还包括反馈控制机构111，反馈控制机构111与控制器8相连，反馈控制机构111包括温度传感器和液体密度传感器，温度传感器和液体密度传感器设置在第二染缸32中。反馈控制机构111，通过温度传感器所检测到的温度与控制器8中预设温度相比较，若温度小于预设温度，则控制器8控制加热系统持续加热，若温度高于预设温度，则控制器8控制加热系统停止加热;通过液体密度传感器检测染液是否均匀，若染液的密度不均匀，则控制器8控制摆动机构对第二染缸32实现摆动，且根据密度的分布，调整摆动机构的摆动频率及幅度，当染液的密度较为均匀时，减小摆动幅度，到达一定范围时，可以停止摆动，进行卷染工作。该系统可以实现对卷染机的智能控制，且本系统还包括反馈控制机构111，通过温度传感器和液体密度传感器实时监控染液的状态，实现闭环反馈控制，大大提高了控制系统的智能化，且节约了能耗。
[0034]工作过程:
[0035]备料:首先确定布料类型及颜色浓度，在外部染料箱71内放入已经调制好的染料，调制均匀后，将外部输送管道与内输送管道73相连，即将内部输送管道的密封盖打开，将外输送管道72放置在内输送管道73中，旋紧，在保证密封性的情况下，通过控制器8控制电机通过染料输送装置进行输送染料，并通过管道上的阀门731将染液均匀释放到第二染缸32内。第二染缸32内的加热控制系统对染液进行均匀加热，当温度传感器检测到已经到达指定温度时，停止加热，持续保温。同时通过密度传感器对染液进行实时监测，若染液的密度不均，则启动摆动机构，对第二染缸32进行摆动，使得染液均匀，当染液温度适宜，且均匀时可以对布料进行卷染。
[0036]卷染:本发明在染缸的顶部设置有卷辊AlI和卷辊BI2，两个卷辊与电机相连，染色前，先将需染色的布卷放在大卷张上，然后上卷启动，卷到卷辊B12上。自动染色时，布料依次通过卷辊BI 2、导布辊a21、导布辊b22和导布辊c23，布料进入第二染缸32浸渍染液后，带染液被卷到卷辊Al I上，直至织物接近卷完，完成第一道染色。两根卷布辊再一次染色完成后，会自动反向旋转，使布料重新进入染缸进行第二道染色，同时在布卷卷绕过程中，由于布层间的相互挤压，染料逐渐渗入布料，并向纤维内扩散，染色效果更好。
[0037]自动换向功能，即在上卷过程中，通过卷辊B12对应的电机编码器记录下满卷时的圈数N，[起初n(n = 3?5)圈可清零不计]。上卷完成后，在自动循环的过程中，当卷辊AU对应的电机编码器计数到N时，此时A辊电机停止运转，X秒后卷辊B12对应的电机开始运转，当卷辊B12对应的电机编码器计数到N时，卷辊B12电机停止运转，X秒后卷辊Al I电机开始运转，如此循环下去，直至达到所需的卷染道数，以实现自动换向功能。
[0038]退卷功能分为2种，通过工人在触摸屏上手动选择布料类型及颜色浓度系列，关联工艺库可知该种布料所需的加工道数Y，通过PLC程序判别Y的奇偶性，若Y = 2y(y为正整数)，则卷辊B12退卷;若Y = 2y+l(y为正整数)，则卷辊All退卷;此时退卷过程即分为2种情况:当卷棍Al I满卷时，按下退卷按钮后，卷棍Al I继续低速转至停止。接着让外面的大卷张转动，卷棍Al I跟着其随动，完成退卷过程；当卷棍Al I空卷时，按下退卷按钮后，卷棍B12继续低速转至停止。此时注意工人需看住布头，接着让大卷张转动，卷棍B12跟其随动，而卷棍Al I不动。从而完成整个退卷过程。
[0039]上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
【主权项】
1.一种横开门卷染机，包括卷辊、导布辊、染缸和控制器(8)，所述卷辊、导布辊和染缸从上至下依次设置，所述控制器(8)与卷辊相连，其特征在于:所述导布辊包括导布辊a(21)、导布辊b(22)和导布辊c(23)，所述导布辊a(21)、导布辊b(22)和导布辊c(23)呈倒“V”型设置在染缸的上方，其中导布辊a(21)和导布辊c(23)平行，所述导布辊b(22)的上端设置有张力检测辊(4)，所述卷辊包括卷棍A(Il)和卷辊B(12)，所述卷辊A(Il)和卷辊B(12)分别设置在染缸的前后端，还包括加热系统，所述加热系统设置在染缸内。2.根据权利要求1所述的一种横开门卷染机，其特征在于:所述染缸包括第一染缸(31)和第二染缸(32)，所述第二染缸(32)设置在第一染缸(31)内部，且第一染缸(31)与第二染缸(32)不接触。3.根据权利要求2所述的一种横开门卷染机，其特征在于:所述第二染缸(32)下方设置有摆动机构，所述摆动机构与控制器(8)相连。4.根据权利要求3所述的一种横开门卷染机，其特征在于:所述摆动机构包括两个固定底座(61)和滑道，两个所述固定底座(61)之间设置有驱动装置(63)，所述驱动装置(63)与控制器(8)相连，所述滑道包括两条纵向轨道(621)和一条横向轨道(622)，所述纵向轨道(621)与横向轨道(622)垂直，两个所述固定底座(61)分别滑动设置在两条纵向轨道(621)上。5.根据权利要求1所述的一种横开门卷染机，其特征在于:所述加热系统包括内加热系统(51)和外加热系统(52)，所述内加热系统(51)和外加热系统(52)均包括若干根加热管，所述内加热系统(51)的若干根加热管分别均匀设置在第二染缸(32)的底部，所述外加热系统(52)的若干根加热管均匀设置在第二染缸(32)的外侧壁上。6.根据权利要求1所述的一种横开门卷染机，其特征在于:还包括染料输送装置，所述染料输送装置包括外部染料箱(71)、外输送管道(72)和内输送管道(73)，所述外部染料箱(71)与外输送管道(72)相连，并设置在第一染缸(31)外部，所述内输送管道(73)与外输送管道(72)相连，且内输送管道(73)设置在第二染缸(32)的四面内侧壁上，且每面侧壁上的管道均设置有阀门(731)。7.根据权利要求6所述的一种横开门卷染机，其特征在于:所述外输送管道(72)的口径小于内输送管道(73)的口径。8.—种用于横开门卷染机的控制系统，其特征在于:包括控制器(8)、运动执行机构(9)和状态监控机构(10)，所述控制器(8)、运动执行机构(9)和状态监控机构(10)均相连，所述控制器(8)用于控制卷染机中的运动执行机构(9)动作，所述运动执行机构(9)用于控制卷染机动作，所述状态监控机构(10)用于监控卷染机中执行机构的动作状态并显示和报警。9.根据权利要求8所述的一种用于横开门卷染机的控制系统，其特征在于:所述控制器(8)为PLC可编程逻辑控制器，所述运动执行机构(9)包括电机、变频器和阀门(731)，所述状态监控机构(1)为电脑终端。10.根据权利要求8所述的一种用于横开门卷染机的控制系统，其特征在于:还包括反馈控制机构(I 11)，所述反馈控制机构(I 11)与控制器(8)相连，所述反馈控制机构(I 11)包括温度传感器和液体密度传感器，所述温度传感器和液体密度传感器设置在第二染缸(32)中。
【文档编号】D06B23/22GK106048935SQ201610673538
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年8月16日 公开号201610673538.8, CN 106048935 A, CN 106048935A, CN 201610673538, CN-A-106048935, CN106048935 A, CN106048935A, CN201610673538, CN201610673538.8
【发明人】龚勋, 缪杨琴, 申晓荣, 田家垚
【申请人】海安苏州大学先进机器人研究院