一种聚乳酸水刺无纺布的数字化生产系统的制作方法

本发明属于无纺布生产技术领域，涉及一种无纺布生产管理系统，具体是一种聚乳酸水刺无纺布的数字化生产系统。

背景技术：

聚乳酸具有完全可降解性，埋入土壤中6-12个月即可发生降解，聚乳酸制品在使用后可降解成二氧化碳和水。因此，聚乳酸是一种真正意义上的能完全降解的生物环保材料，被视为继金属材料、无机材料、高分子材料之后的“第四类新材料”。纤维和纺织品将成为聚乳酸最大的消费市场，所占比例将提高到50%，目前，聚乳酸已经在包装、医用和纤维等领域获得成功应用。

聚乳酸纤维是由聚乳酸经常规纺丝工艺制得的生物合成纤维，其物理性能接近锦纶和涤纶，透气性和手感都好于涤纶，不易起静电，具有生物相容性，舒适性好，可制成复丝、单丝、短纤维、针织物、非织造布等，特别适合作内衣、外套和袜子，以及医用纺织品如医生、护士、病人穿的专门服装和病床的床单等。

目前，聚乳酸纤维水刺无纺布已成为医用纺织品的热门选择，但是，市场还缺少现代化的聚乳酸水刺无纺布生产系统，聚乳酸纤维水刺无纺布还存在生产效率低，产品质量无法保证，生产成本高等问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种聚乳酸水刺无纺布的数字化生产系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种聚乳酸水刺无纺布的数字化生产系统，包括生产线智能化设备、设备控制管理单元、现场数据采集监控单元、数字控制中心单元以及现场生产管理单元；

所述生产线智能化设备，提供聚乳酸水刺无纺布的自动化生产流水线，实现聚乳酸水刺无纺布的自动化生产；

所述设备控制管理单元，用于将生产线智能化设备联网在一起实现整体的控制整条自动化生产线的启停，人机对话，参数设定和生产运行状态；

所述现场数据采集监控单元，用于对生产现场的人员、环境进行24小时监控，实时采集现场设备的运行状态，记录产品的数据、产量，并对现场的错误行为发出警告；

所述数字控制中心单元，用于管理人员对现场数据采集监控单元采集的现场数据进行分析处理后，科学的制定聚乳酸水刺无纺布生产计划，包括现场人员调配、劳动组织、无纺布生产调度、无纺布产量与质量控制、无纺布成本控制、工艺反馈与改进、质量分析、生产统计、定额核算、安全生产、现场管理等管理与执行制度；

所述现场生产管理单元，根据数字控制中心单元制定的聚乳酸水刺无纺布生产计划，完成现场生产调度、原料供应与配比、产品规格、工艺参数、生产成本、人员定额的设定，并对整条生产线进行人为的调整，使智能化设备生产达到最佳状态，实现计划层与现场执行的连接。

进一步地，所述生产线智能化设备包括由圆盘抓棉机、多仓混棉机、精开棉机、梳棉机、交叉铺网机、牵伸机、水刺机、成卷机、漂煮锅、烘干机以及分切机组成的生产流水线；

所述圆盘抓棉机，从聚乳酸纤维包和棉包内抓取聚乳酸纤维和棉纤维，并送入多仓混棉机中；

所述多仓混棉机，用于将圆盘抓棉机抓取的聚乳酸纤维与棉纤维进行混和，并送入精开棉机中；

所述精开棉机，对多仓混棉机混合后的聚乳酸纤维和棉纤维作进一步开松、除杂，除去不孕籽、僵死棉或细小陈杂，并送入梳棉机中；

所述梳棉机，将精开棉机送来的聚乳酸纤维和棉纤维卷进行开松分梳和除杂，使所有呈卷曲块状的棉圈成为基本伸直的单纤维状，并在此过程中，除掉遗留下来的破籽、杂质和短绒，然后集成一定规格纤网，送入交叉铺网机中；

所述交叉铺网机，以恒速接收来自梳棉机的纤网并将纤网均匀折叠铺设成型，并将折叠至所需的厚度与密度的纤网层均匀送入牵伸机中；

所述牵伸机，对经交叉铺网机折叠输出的纤网层进行纵向逐级拉伸，使纤维的取向发生变化，改善纤网纵横向强度比，并将拉伸后的纤网送入水刺机中；

所述水刺机，采用高压产生的多股微细水射流喷射牵伸机拉伸后的纤网，纤网中纤维在不同方向高速水射流穿插的水力作用下，产生位移、穿插、缠结和抱合，使纤网得到加固成无纺布，并送入成卷机中；

所述成卷机，将水刺机加固形成的无纺布收卷到筒子上，并送入漂煮锅中；

所述漂煮锅，对卷绕在筒子上的无纺布进行脱脂漂白，并送入烘干机中；

所述烘干机，对经过漂煮锅漂煮后的无纺布进行烘燥，并送入分切机中；

所述分切机，将烘干好的无纺布按客户要求分切成一定规格的、一定直径的无纺布卷材。

进一步地，所述生产线智能化设备的具体使用加工方法包括以下步骤：

步骤一：首先对聚乳酸纤维和脱脂棉进行原材料准备，将污染和含杂超标的纤维原料进行剔除，然后进行水洗除杂并减压干燥；

步骤二：将准备好的聚乳酸纤维和脱脂棉加入圆盘抓棉机，圆盘抓棉机用于对聚乳酸纤维和脱脂棉进行开松并输送至多仓混棉机；

步骤三：聚乳酸纤维和脱脂棉通过多仓混棉机进行充分混合后输送至精开机；

步骤四：聚乳酸纤维和脱脂棉通过精开机进行开松后由输棉风机输送到梳棉机喂棉箱；

步骤五：聚乳酸纤维和脱脂棉通过梳棉机进行梳理、除杂和混合，并形成预定克重的棉网；

步骤六：将上述棉网输送至交叉铺网机中形成预定宽度和预定克重的网状棉网；

步骤七：将形成的网状棉网输送至纤维牵伸机进行气流牵伸，并将牵伸后的棉网输送至水刺机；

步骤八：将牵伸后的棉网通过水刺机额定水压的射流水刺处理后，形成预定幅宽、预定克重、预定强力以及预定耐磨力的非织造布；

步骤九：将非织造布通过成卷机卷曲形成预定直径的棉卷；

步骤十：将棉卷经过后整理输送至烘干机进行烘干处理；

步骤十一：将烘干后的混纺无纺布送入分切机中，按照要求分切成预定克重和预定幅宽的无纺布；

步骤十二：将分切后的无纺布检验合格后进行打包入库。

进一步地，所述现场数据采集监控单元包括环境监控模块、设备监控模块、产品监控模块以及报警模块；

所述环境监控模块，采用视频监控摄像头以及温湿度传感器，对生产现场的工作人员、设备以及温湿度进行实时监控，保证生产的安全；

所述设备监控模块，连接生产线智能化设备自身的控制系统，实时采集设备的运行数据，获取设备的运行状态信息；

所述产品监控模块，采用称重传感器或计数器，实时采集并记录生产现场聚乳酸无纺布产品的数据和产量；

所述报警模块，用于在生产现场的人员、环境、设备或产品出现异常时，发出警告。

本发明的有益效果：本发明提供的聚乳酸水刺无纺布数字化生产系统，通过设备与设备之间、人员与设备之间、工艺参数与设备之间、操作与设备之间、原料供应、现场管理与计划层之间、安全生产管理、环境保护等等实现数字化智能控制，从而实现了无纺布从计划调度、安排生产、在线生产、产品检验、质量跟踪、安全生产、环保监控全过程的智能监控系统，改变了传统的管理模式，有效的提高了工作效率、产品质量、节约了生产成本。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。

图1是本发明的系统示意图。

图2是本发明多仓混棉机的功能框图。

图3是本发明精开棉机的功能框图。

图4是本发明梳棉机的功能框图。

图5是本发明交叉铺网机的功能框图。

图6是本发明水刺机的功能框图。

图7是本发明漂煮锅的功能框图。

图8是本发明烘干机的功能框图。

图9是本发明分切机的功能框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件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。

如图1所示，本发明提供了一种聚乳酸水刺无纺布的数字化生产系统，包括生产线智能化设备、设备控制管理单元、现场数据采集监控单元、数字控制中心单元以及现场生产管理单元。

生产线智能化设备，提供聚乳酸水刺无纺布的自动化生产流水线，实现聚乳酸水刺无纺布的自动化生产。

生产线智能化设备包括由圆盘抓棉机、多仓混棉机、精开棉机、梳棉机、交叉铺网机、牵伸机、水刺机、成卷机、漂煮锅、烘干机以及分切机组成的生产流水线。

圆盘抓棉机，从聚乳酸纤维包和棉包内抓取聚乳酸纤维和棉纤维，并送入多仓混棉机中。其中，圆盘抓棉机采用fb1001圆盘抓棉机，自动抓棉，抓棉机每旋转一周，抓手下降设定抓棉量，抓棉量通过电控柜内延时继电器实现，延时时间越长，抓棉量越大，通过速度传感器实现打手速度的在线监测，当打手抓棉过多堵车失速时，自动停车保护，在打手的升降过程中，通过上下两个行程开关，保护打手，防止打手升降过量，损伤打手。

多仓混棉机，用于将圆盘抓棉机抓取的聚乳酸纤维与棉纤维进行混和，并送入精开棉机中。其中，如图2所示，多仓混棉机采用fb1029多仓混棉机，通过富士可编程控制器cpu控制,控制部分包括开关量输入、输出模块和模拟量输入、输出模块，平帘、斜帘、喂棉、打手等4台电动机和2个风机都采用变频调速，开关量输入信号包括机外连锁控制信号,各种开关和光电信号,各电动机过载信号及变频器过载信号4个部分，开关量输出包括联锁控制信号,交流接触器控制信号和变频器启动信号3个部分，人机界面采用富士tp1070操作面板，可以直接设定、修改、显示各种工艺参数。

精开棉机，对多仓混棉机混合后的聚乳酸纤维和棉纤维作进一步开松、除杂，除去不孕籽、僵死棉或细小陈杂，并送入梳棉机中。其中，如图3所示，精开棉机采用fb1115精开棉机，通过富士电机可编程控制器spe控制，控制部分包括开关量输入、输出模块和模拟量输入、输出模块，人机界面采用富士电机操作面板，可以直接设定、修改、显示各种工艺参数。

梳棉机，将精开棉机送来的聚乳酸纤维和棉纤维卷进行开松分梳和除杂，使所有呈卷曲块状的棉圈成为基本伸直的单纤维状，并在此过程中，除掉遗留下来的破籽、杂质和短绒，然后集成一定规格纤网，送入交叉铺网机中。其中，如图4所示，梳棉机采用qb241-10型梳棉机，通过富士可编程控制器cpu控制,人机界面采用富士tp1070操作面板，可以直接设定、修改、显示各种工艺参数。

交叉铺网机，以恒速接收来自梳棉机的纤网并将纤网均匀折叠铺设成型，并将折叠至所需的厚度与密度的纤网层均匀送入牵伸机中。其中，如图5所示，交叉铺网机采用qbg312型交叉铺网机，使用西门子s7-300可编程序控制器、tp170b触摸屏，根据工艺要求编制好的程序写入plc的cpu中，其智控系统的电气元件装在控制柜内和操作台上，操作台上有主要的操作按钮、指示灯、触摸屏和工控机，用来控制设备的启停，显示各帘子的运行速度并可设定速度，设定铺网左右边距、铺网层数、显示各种报警和状态信息。

牵伸机，对经交叉铺网机折叠输出的纤网层进行纵向逐级拉伸，使纤维的取向发生变化，改善纤网纵横向强度比，并将拉伸后的纤网送入水刺机中。

水刺机，采用高压产生的多股微细水射流喷射牵伸机拉伸后的纤网，纤网中纤维在不同方向高速水射流穿插的水力作用下，产生位移、穿插、缠结和抱合，使纤网得到加固成无纺布，并送入成卷机中。其中，如图6所示，水刺机采用bg712型水刺机，通过qbg782型高压供水，使用西门子可编程序控制器、富士tp1070操作面板，可以直接设定、修改、显示各种工艺参数。

成卷机，将水刺机加固形成的无纺布收卷到筒子上，并送入漂煮锅中。

漂煮锅，对卷绕在筒子上的无纺布进行脱脂漂白，并送入烘干机中。其中，如图7所示，漂煮锅采用西门子s7-300可编程序控制器、tp170b触摸屏，根据工艺要求编制好的程序已写入plc的cpu中，其智控系统的电气元件装在控制柜内和操作台上，操作台上有主要的操作按钮、指示灯、触摸屏和工控机，用来控制设备的启停，显示各漂煮过程的运行时间并可设定工艺参数，显示各种报警和状态信息。

烘干机，对经过漂煮锅漂煮后的无纺布进行烘燥，并送入分切机中。其中，如图8所示，烘干机是由bg800型圆网烘燥机和qbg85型预烘干机组成，其智能控制系统采用富士可编程控制器cpu控制,人机界面采用富士tp1070操作面板，有效地将两者融为一体，可以直接设定、修改、显示各种工艺参数。

分切机，将烘干好的无纺布按客户要求分切成一定规格的、一定直径的无纺布卷材。其中，如图9所示，分切机的智能控制系统采用德国西门子技术，可以直接人机对话，可以设定、修改、并显示各类工艺参数。

生产线智能化设备的具体使用加工方法包括以下步骤：

步骤一：首先对聚乳酸纤维和脱脂棉进行原材料准备，将污染和含杂超标的纤维原料进行剔除，然后进行水洗除杂并减压干燥；

步骤二：将准备好的聚乳酸纤维和脱脂棉加入圆盘抓棉机，圆盘抓棉机用于对聚乳酸纤维和脱脂棉进行开松并输送至多仓混棉机；

步骤三：聚乳酸纤维和脱脂棉通过多仓混棉机进行充分混合后输送至精开机；

步骤四：聚乳酸纤维和脱脂棉通过精开机进行开松后由输棉风机输送到梳棉机喂棉箱；

步骤五：聚乳酸纤维和脱脂棉通过梳棉机进行梳理、除杂和混合，并形成预定克重的棉网；

步骤六：将上述棉网输送至交叉铺网机中形成预定宽度和预定克重的网状棉网；

步骤七：将形成的网状棉网输送至纤维牵伸机进行气流牵伸，并将牵伸后的棉网输送至水刺机；

步骤八：将牵伸后的棉网通过水刺机额定水压的射流水刺处理后，形成预定幅宽、预定克重、预定强力以及预定耐磨力的非织造布；

步骤九：将非织造布通过成卷机卷曲形成预定直径的棉卷；

步骤十：将棉卷经过后整理输送至烘干机进行烘干处理；

步骤十一：将烘干后的混纺无纺布送入分切机中，按照要求分切成预定克重和预定幅宽的无纺布；

步骤十二：将分切后的无纺布检验合格后进行打包入库。

设备控制管理单元，用于将生产线智能化设备联网在一起实现整体的控制整条自动化生产线的启停，人机对话，参数设定和生产运行状态。

现场数据采集监控单元，用于对生产现场的人员、环境进行24小时监控，实时采集现场设备的运行状态，记录产品的数据、产量，并对现场的错误行为发出警告。

现场数据采集监控单元包括环境监控模块、设备监控模块、产品监控模块以及报警模块。

环境监控模块，采用视频监控摄像头以及温湿度传感器，对生产现场的工作人员、设备以及温湿度进行实时监控，保证生产的安全。

设备监控模块，连接生产线智能化设备自身的控制系统，实时采集设备的运行数据，获取设备的运行状态信息。

产品监控模块，采用称重传感器或计数器，实时采集并记录生产现场聚乳酸无纺布产品的数据和产量。

报警模块，用于在生产现场的人员、环境、设备或产品出现异常时，发出警告。

数字控制中心单元，用于管理人员对现场数据采集监控单元采集的现场数据进行分析处理后，科学的制定聚乳酸水刺无纺布生产计划，包括现场人员调配、劳动组织、无纺布生产调度、无纺布产量与质量控制、无纺布成本控制、工艺反馈与改进、质量分析、生产统计、定额核算、安全生产、现场管理等管理与执行制度。

现场生产管理单元，根据数字控制中心单元制定的聚乳酸水刺无纺布生产计划，完成现场生产调度、原料供应与配比、产品规格、工艺参数、生产成本、人员定额等的设定，并对整条生产线进行人为的调整，如给棉大小、棉层厚薄、速度快慢、参数调整等等，使智能化设备生产达到最佳状态，实现计划层与现场执行的连接。

本发明提供的聚乳酸水刺无纺布数字化生产系统，通过设备与设备之间、人员与设备之间、工艺参数与设备之间、操作与设备之间、原料供应、现场管理与计划层之间、安全生产管理、环境保护等等实现数字化智能控制，从而实现了无纺布从计划调度、安排生产、在线生产、产品检验、质量跟踪、安全生产、环保监控全过程的智能监控系统，改变了传统的管理模式，有效的提高了工作效率、产品质量、节约了生产成本。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。