CN101016656A - 用于制造和贮放丝束的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制造和贮放丝束的方法和装置。其中，由聚合物熔体平行并排地纺造、抽出大量单丝束并将其并合成丝束。丝束通过可运动地引导的输送机构连续铺放在条筒架的条筒内，其中，对条筒架内的各条筒顺次进行装填。为了能够在过程开始或过程中断时可靠地接收附带产生的质量较差的丝束，按照本发明，给条筒架配设一废料条筒，在过程开始或过程中断期间将丝束送入此废料条筒内。

Description

用于制造和贮放丝束的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种用于制造和贮放丝束的按权利要求1前序部分的方法以及用于实施此方法的按权利要求9前序部分的装置。

背景技术

由国际专利申请WO 2005/078172A1已知这种方法和装置。

在已知方法和装置中，为了在一种两级过程中制造短纤维，通过带有一可运动地引导的输送机构的可移动的铺放装置进行条筒架的条筒的装填。其中，输送机构连续地输送丝束，使得从一纺丝装置中抽出大量熔融纺造的单丝束。在纺丝装置中，单丝束平行并排地由聚合物熔体纺制和抽出。为了铺放在条筒架的条筒内，使所有单丝束合并成丝束，并共同输送给输送机构。为了装填条筒架的一个条筒，输送机构通过多个相互叠加的运动引导，使得丝束在条筒内可均匀分布地铺放在条筒的整个横截面上。为了既使纺丝装置也使设置在后面的纤维生产线能够以尽可能少的中断时间连续地运行，条筒在条筒架内分成两组。各条筒组内的条筒交替地装填丝束和交替地排空，条筒组之一的装填和相邻条筒组的排空同时进行，因此两级过程可以基本上连续地进行。在此特别是存在这样的期望，即，铺放在条筒内的丝束具有尽可能均匀的质量。但是这里存在的问题是，不管是在过程起动时还是在出故障时，由于单丝束内长丝的断裂而使构成丝束的单丝束的数量发生变化。因此出现这样的状况，即，丝束仅仅由少量单丝束构成，从而不适合在纤维生产线上进行后续加工过程。

发明内容

因此本发明的目的是，这样地改进这种类型的用于制造和贮放丝束的方法以及用于实施这种方法的装置，使得与当时的运行状态无关地始终以高质量的丝束装填条筒架的条筒。

本发明的另一个目的是，这样地改进这类方法和装置，使得在所有运行状态时都可以均匀地输送丝束。

这个目的通过具有权利要求1特征的方法和具有权利要求9特征的装置得以实现。

本发明优良的改进设计由相应从属权利要求的特征和特征组合限定。

本发明的特点是，在制造过程中，有质量缺陷的丝束被单独分开收集，因此不必铺放在条筒架上的条筒内。从而可以避免用以将丝束废料从条筒架中清除出去的措施。固定在条筒架内的条筒只装填具有对于在纤维生产线上的后续处理所需要的产品质量的丝束。特别是在纺丝装置中各个纺丝部位顺序投入运行的过程初始阶段，丝束可以从一开始便连续地输送。同时在过程中断期间产生的质量差的丝束可以单独收集，当然不必随后作为废料通过麻烦的清除工作从条筒架的条筒中取出。

为此，本发明的装置具有一单独的废料条筒，它直接配设于条筒架的条筒。

通过在丝束输送期间输送机构从废料条筒上方的废料位置移出的这种本发明方法的优良改进方案，废料条筒内的装填量可以最大化，即便经历具有质量缺陷丝束的较长的过程中断时间或较长的过程开始时间也能应对。

在丝束制造过程中，过程开始或过程中断阶段基本上通过这样的方式表现出来，即丝束的支数不够。特别是在合并成丝束的单丝束的数量大时给丝束支数规定一个公差，例如在缺少少量单丝束时丝束的支数不低于下限。在这方面特别优选采用本发明方法这样的改进方案，其中，在超过构成丝束的单丝束的最少数量时便中止向废料条筒输送丝束。因此，一方面可以在制造丝束时充分利用丝束支数的公差限，另一方面减少了过程中断时间。这里单丝束的最少数量可以根据过程、纤维类型和最终产品比照单丝束总数量来选择。

因为可能由于单丝束的断丝突然和非预期地出现过程中断，这样的方案特别有利，即，在条筒架上的条筒的装填中断时，丝束连续地输入一配设在废料条筒末端上的废料槽内。从而可以从过程中断一开始便与铺放装置在条筒架上方的位置无关地可靠接收和单独输出有质量缺陷的丝束。此时，在其中一个条筒的装填中断后，输送机构便固定在废料槽上方的导轨上，从而可以将丝束连续送入废料槽。

为了在过程中断后可以在条筒架内一个任意位置上在一个条筒上继续装填过程，优选采用这样的方案，其中，为了重新承接对条筒之一的装填，使输送机构沿着废料槽上方的导轨从废料位置移出直至一装填位置。从而可以有利地避免在条筒架内不确定的丝束贮放。

丝束废料最好通过更换废料条筒排出。其中，废料条筒的更换或者在不更换废料条筒时将其排空的操作是在装填条筒架内的条筒期间进行的。

在本发明的装置中，废料条筒最好安装在条筒架之外的一个位置上，使得可以方便地更换。

因为本发明的方法和装置优选用在两级过程中，故而将条筒条架分成两个条筒组，其中的一个组分别准备好排空和抽出丝束。为了能够无阻碍地进行纤维生产线中的后续处理，废料条筒优选设置在对置于条筒架输出侧的条筒架横侧上。

其中，在条筒架内部，给条筒配设至少一条废料槽，它在条筒侧面旁边延伸并与废料条筒的一端相配。

这里，废料槽最好与条筒架的一个纵侧平行地设置在两个条筒行之间的上方居中位置，从而使得在装填过程中断时能保持尽可能短的路程。

为了能够与条筒的布局无关地在条筒架上方形成输送机构的任意的导轨，本发明装置这样的改进结构特别有利，即，废料槽通过多个相互连接的分段构成。

为了能够尽可能有效地实施本方法，本发明装置的改进结构优选设计成这样，其中，铺放装置配有一用于控制输送机构的定位和运动的控制装置，并且所述控制装置与一用于监测单丝束和/或丝束的传感元件连接。从而可以迅速地记录特别是丝束支数变化，并产生相应的控制信号，以控制铺放装置，特别是引导输送机构。

铺放装置优选由一带有多轴机械手的可控机器人构成，机器人将输送机构固定在其机械手上，这里，用于输送机构的引导及定位的运动算法可以用简单的方式通过机器人控制装置换算。

为了在条筒架固定不动时能够同时进行各个条筒组的条筒的装填和排空，机器人优选悬挂固定在一滑动件支架上。因此，条筒的排空所需要的导丝装置可以在一个平面内以及用于接收丝束废料的废料槽可以自由地设置在条筒架上方的同一个或另一个平面内，而不妨碍铺放装置。

本发明的方法和装置可以与过程、纤维类型和条筒类型无关地用来以一从纺丝装置中抽出的高质量的丝束顺次地均匀装填一个条筒架内的大量条筒。本发明特别适合于用来在两级短纤维制造过程中从纺丝装置中连续地抽出合并成一丝束的合成单丝束，并输入条筒架的条筒内，其中，相邻的条筒组同时准备好排空，使得从条筒中抽出的丝束共同作为一丝条在纤维生产线中导引，并可以加工成短纤维。

附图说明

下面借助于用于实施相应方法的本发明装置的一些实施例参照附图详细说明按照本发明的方法。

附图表示：

图1用于实施本发明方法的本发明装置的第一种实施例的示意图；

图2图1中实施例的带有配设的条筒架的铺放装置的示意侧视图；

图3图1中实施例的条筒架的示意俯视图；

图4本发明装置的另一个实施例的示意侧视图。

具体实施方式

图1中示意性表示用于实施本发明方法的本发明装置的第一个实施例。

此装置具有一纺丝装置1、一牵引装置2、一铺放装置3以及一条筒架4，它们相互分层地设置。设置在最下层的条筒架4具有许多条筒5，它们通过可移动地设置在条筒架4上方的铺放装置3被交替地装填丝束6。为了熔融纺造大量合并成丝束的单丝束，纺丝装置1包含许多纺丝部位。在按图1的实施例中举例表示出5个纺丝部位12.1至12.5。纺丝部位的数量是举例性的。这种类型的纺丝装置可以具有20、30或更多纺丝部位，用以制造丝束。每个纺丝部位具有一纺丝泵13，其通过一熔体分配器27与一熔体源在本实施例中与一挤出机11连接，但是熔体源也可以直接由一聚合设备构成。

在纺丝部位12.1至12.5中，纺丝泵13分别配有一纺丝喷嘴14，它们在其底面上具有大量喷丝孔，通过它们挤出大量单丝条。因此每个纺丝喷嘴14产生一股单丝束7。

在纺丝喷嘴下方，纺丝部位12.1至12.5直接配备一冷却装置15，刚纺出的单丝束7通过它进行冷却。冷却装置15包含一冷气流发生器，它将冷空气流对准单丝束7。在本实施例中未详细画出的冷气流发生器可以是在一侧形成的吹风壁或设置在单丝束内的吹风筒。

在每个纺丝部位12.1至12.5内在冷却装置15的下方设置一上油装置16、一导丝器17和一转向辊18，以便将单丝束7合并成一纤维条子。

为了将单丝束7从纺丝装置1中抽出，在转向辊18后面设置一牵引装置2。牵引装置2具有许多并排或重叠设置的牵引辊19，合并成丝束6的单丝束一起在其圆周上导引。牵引辊19受到驱动，并可以根据所制造的丝束的不同具有一冷却的或加热的导向外壳。

在牵引装置后面设置导丝辊28，丝束6通过它被引导到铺放装置3。

铺放装置3可移动地设置在条筒架4上方。由EP 1369370A2已知铺放装置3，在这方面这里详细参照所提到的这份资料，下面仅仅介绍主要组成部分。

铺放装置3具有一输送机构10，以便将丝束6连续地铺放在条筒架4的条筒5内。为此，输送机构10由两个受驱动的绞盘构成。输送机构10设置在一支架22上。支架22通过两条这里未详细画出的摇臂固定在一机架滑动件21上，其中摇臂配有执行元件，使得支架22、从而还有输送机构10实现一种摆动运动和一种基本上横向定向的偏转运动。固定摇臂和支架22的机架滑动件21在一导引框架20内导引并各自定位在条筒架4上方。

在铺放装置3下方设置带有许多条筒的条筒架4。为了说明铺放装置3下方的设备情况，附加地参照图2和3。在图2中以侧视图示意表示铺放装置3和条筒架4，在图3中以俯视图表示条筒架。在这方面如果没有具体指明某个图，以下的描述适用于图1至3。

在条筒架4内成行地设置的条筒5总共排列成四个条筒行，其中每两个条筒行形成一条筒组29.1，相邻的条筒行形成条筒组29.2。在条筒组29.1和29.2之间的对称平面内设置多个导丝装置25，它们与设置在输出侧30上的输出辊24配合作用。

在条筒架4相对的横侧上，紧靠条筒架4旁边设置一废料条筒8。废料条筒8配设一第一废料槽9和一由多个分段组成的第二废料槽26，它们在条筒架上方一个平面内延伸。废料槽9平行于条筒架4纵侧分布在条筒组29.1的各条筒行之间。废料槽26同样具有一平行于条筒架纵侧的分段，它平行于条筒架4的纵侧在第二个条筒组29.2的各条筒行之间延伸。废料槽26的第二分段平行于条筒架4的横侧固定，并将废料槽26与废料条筒8连接。废料槽9和26基本上分别一直延伸到条筒组29.1和29.2的条筒行的最后一个条筒。

在运行时，通过牵引装置2从纺丝装置1中抽出的丝束6连续地输送给铺放装置3，它将丝束6通过输送机构10连续地装入条筒架4的条筒5内。为此，铺放装置3连同输送机构10行驶到条筒架4条筒5的上方一个装填位置。

在由于故障产生有缺陷的和质量不完美的丝束的运行阶段，条筒5相应的装填过程中断，铺放装置3行驶到废料条筒8上方的一废料位置。例如在图1中表示了这种状态。为了将输送机构10从相应的装填位置引导到废料位置，铺放装置3以及输送机构10在废料槽9或26正上方的规定导轨上行驶。一如既往地连续输入的有缺陷的丝束6通过输送机构10在铺放装置3到废料位置的路程中连续地输入废料槽9或26，直至输送机构10定位在废料条筒8上方的废料位置为止。在此路程中，输送机构最好保持在一中间的静止位置，使得丝束可以可靠地放在废料槽9或26内。

一旦输送机构保持在废料位置上，便可以起动输送机构10的用来使丝束6铺放在废料条筒8内的往复运动，以便使废料条筒8内的装填量最大化。

一旦排除了制造过程中的故障并产生完美的丝束6，便启动铺放装置3，以便将输送机构10从废料位置移动到条筒架4的一个条筒5上方的一装填位置。这时输送机构10同样在一在废料槽9或26上方延伸的导轨内被导引，从而避免丝束在条筒架4内的不确定的铺放。一旦输送机构10到达新的装填位置，过程便可以继续进行。就此而言，过程中断可以在丝束连续输送的情况下可靠地完成，而不造成条筒架4内丝束的不确定贮放。铺放在废料槽9或26内的丝束纤维在过程中断结束后用人工或自动地输出，尤其是直接引入废料条筒8内，废料条筒8最好可更换地固定在条筒架4旁边，使得丝束废料可以通过更换废料条筒8输出。也存在这样的可能性，即，将废料条筒8组合于条筒架4内，使得通过排空废料条筒8来输出丝束废料。

在图1中所示的实施例中，通常大量纺丝部位并排平行地分别产生一单丝束，它们共同形成丝束6。因此，在过程开始时，需要将每个纺丝部位的每个单独的单丝束在辊子上生头并连续输送。在过程开始的这个阶段，在生头期间，丝束通过输送机构10输送，此丝束具有不够的太小的支数，在单丝束出现断丝的情况时也可能是这种情况。为了对于后续的处理过程能够连续地输出太细的丝束，将铺放装置3连同输送机构10保持在废料位置，从而将丝束6连续地引入废料条筒8。这个过程一直延续到有最起码数量的单丝束在辊子上生成，并由此成为丝束6为止。这里，单丝束的最起码数量是视丝束支数的公差而定的，以这个支数，丝束还能保证对于后续处理有足够的纤维强度。

除了过程开始和过程中断阶段外，还存在这样的可能性，即，铺放装置3连同输送机构10在维修期间定位在废料位置上。由此基本上实现：在运行期间用尤其是质量均匀的丝束装填条筒架4的条筒。因此，所示实施例优选适合于，将一个条筒组的丝束一起抽出并作为丝条通过输出辊输送给纤维生产线。因此条筒组29.1和29.2被交替地装填和排空。

在图4中以局部视图表示用于实施本发明方法的本发明的装置的另一个实施例，其中，纺丝装置和牵引装置设计得和按图1的实施例相同，因此只画出铺放装置3和条筒架4。在这方面参照上述实施例，下面仅仅说明区别之处。

铺放装置3设置在条筒架4上方。条筒架4具有总共4个条筒行，它们分别包含许多条筒5。条筒行排成两个条筒组29.1和29.2。在条筒架4旁边每个条筒组29.1和29.2的末端处分别设置一废料条筒8.1和8.2。废料条筒8.1和8.2配设在条筒组29.1和29.2的两个条筒行的中间。在条筒组29.1和29.2的条筒行的上方，在条筒行之间的居中位置分别平行于条筒架的纵侧固定一废料槽9.1和9.2。其中，废料槽9.1和9.2一直延伸到相应条筒行的最后一个条筒。

在条筒5上方，在条筒组29.1和29.2之间的居中位置设置一导丝装置25，它与这里未画出的在条筒架4的输出侧上的输出辊配合作用。

为了用丝束6装填条筒架4的条筒，铺放装置3具有一在悬挂轨道32内的导向滑动件31。悬挂轨道32主要由两条导轨33构成，导向滑动件31的滚轮34在导轨里面行驶。在导向滑动件31上固定一滑动件支架35，它设计成悬伸的L形臂。在滑动件支架35上悬挂安装一机器人36，其中，机器人36具有多轴机械手37，它向下朝向条筒架4，并在其自由端上支承着一带有输送机构10的支架22。机器人可以例如由市场上常见的工业机器人构成，其例如通过机械手的6个运动轴借助于执行元件和驱动装置实现输送机构10的运动。为此该机器人36用机器人控制装置43进行控制。

悬挂轨道32固定在条筒架4的对称平面内，从而，机械手37可选择地对条筒组29.1或29.2的条筒进行装填。

在机械手37自由端上的输送机构10以基本上恒定的速度将丝束6引入条筒架4的各对应的条筒内，为了输入丝束6，设置一输入装置38，它固定在滑动件支架35的悬伸端上。此外输入装置38具有多个输送辊40和多个牵引辊41。牵引辊41直接设置在一个这里未画出的牵引装置的后面。输送辊40和一设置在输送机构10前面的转向辊46布置在一共同的平面内，其中，丝束6基本上沿水平路径在输入装置38和转向辊46之间行进。为此输送辊40和牵引辊41安装在一L形辊座39上，这里丝束在从牵引辊41到输送辊40的交接处转向90°。

输入装置38配有一传感元件45，通过它测量丝束6的路径。传感元件45与一控制装置42连接，该控制装置与所述机器人控制装置43以及与一个直线驱动装置44连接。通过直线驱动装置44开动导向滑动件31，使机器人36沿条筒架导引。通过机器人控制装置43控制机械手37的驱动装置和执行元件，以使输送机构10运动。

在本发明装置的在图4中所示的实施例中，丝束6的有缺陷状态通过传感元件45测量。这里，例如可以采用光学传感器作为传感元件45。一旦在控制装置42中记录到丝束6在支数方面超出公差范围，便通过控制装置34向机器人控制装置43和直线驱动装置44发出控制信号，它们使装填过程中断，并使输送机构在废料条筒9.1或9.2上方的导轨内移动到一废料条筒8.1或8.2，从而，在制造过程出现故障时保证快速和有效的转换，使得在条筒架4内的条筒5只装填质量完美的丝束。

传感元件45也可以直接在纺丝装置中通过单个的长丝传感器代替。

图4中所示的实施例还特别适合于在过程开始时，用以在达到形成丝束的单丝束最少数量时引入制造过程，从而将丝束贮放在条筒内。这时，通过控制装置34发送给机器人控制装置43和直线驱动装置44相应的控制信号，以便使输送机构10从当时的废料位置移动到一装填位置。其中，输送机构保持在废料槽9.1或9.2上方的导轨内，因此可以可靠地接收连续所输送的丝束。

附图标记表

1纺丝装置                      24输出辊

2牵引装置                      25导丝装置

3铺放装置                      26多件式废料槽

4条筒架                        27熔体分配器

5条筒           30             28导丝辊

6丝束                           29.1，29.2条筒组

7单丝束                        30输出侧

8，8.1，8.2废料条筒            31导向滑动件

9，9.1，9.2废料槽              32悬挂轨道

10输送机构           35        33导轨

11挤出机                       34滚轮

12.1，12.2，...12.5纺丝部位    35滑动件支架

13纺丝泵                       36机器人

14纺丝喷嘴                     37机械手

15冷却装置           40        38输入装置

16上油装置                     39辊座

17导丝器                       40输送辊

18转向辊                       41牵引辊

19牵引辊                       42控制装置

20导引框架45                   43机器人控制装置

21机架滑动件                   44直线驱动装置

22支架                         45传感元件

23输送辊                       46转向辊

Claims (19)

1.用于制造和贮放丝束的方法，其中，由聚合物熔体平行并排地纺造、抽出大量单丝束并将其合并成丝束，以及，丝束通过可运动地引导的输送机构铺放在条筒架的各条筒内，其中，对条筒架内的各条筒顺次进行装填，其特征为：在过程开始和/或过程中断时，将丝束输送到一单独的废料条筒内。

2.按权利要求1的方法，其特征为：在丝束输送期间，输送机构从废料条筒上方的一个废料位置移出。

3.按权利要求1或2的方法，其特征为：将由部分数量的单丝束形成的丝束连续地输入废料条筒内。

4.按权利要求3的方法，其特征为：在超过构成丝束的单丝束的最少数量后，中止将丝束输入废料条筒。

5.按权利要求1至4之任一项的方法，其特征为：在条筒架的一个条筒的装填中断时，将丝束连续地输入以一端配设于废料条筒的一个废料槽。

6.按权利要求5的方法，其特征为：在条筒之一的装填中断后使输送机构在废料槽上方的一导轨上导引至废料位置。

7.按权利要求6的方法，其特征为：为了重新承接对条筒之一的装填，使输送机构沿着废料槽上方的导轨从废料位置导引至一装填位置。

8.按上述权利要求之任一项的方法，其特征为：在装填条筒架的条筒期间更换或排空废料条筒。

9.用于实施按权利要求1至8之任一项的方法的装置，包括一纺丝装置(1)、一牵引装置(2)、一具有可运动地导引的输送机构(10)的铺放装置(3)、以及一条筒架(4)的大量条筒(5)，其中，铺放装置(3)设计为可以在条筒架(4)上方移动，其特征为：给条筒架(4)的条筒(5)配设至少一个单独的废料条筒(8)。

10.按权利要求9的装置，其特征为：废料条筒(8)可更换地设置在条筒架(4)之外的一个位置中。

11.按权利要求10的装置，其特征为：废料条筒(8)设置在对置于条筒架(4)输出侧(30)的条筒架(4)横侧上。

12.按权利要求9至11之任一项的装置，其特征为：在条筒架(4)内给条筒(5)配设至少一个废料槽(9)，所述废料槽在条筒(5)侧面旁边延伸并以一端配设于废料条筒(8)。

13.按权利要求12的装置，其特征为：废料槽(9)平行于条筒架(4)的一个纵侧设置在两行条筒(5)之间的上方居中位置。

14.按权利要求12或13的装置，其特征为：废料槽(26)由多个相互连接的分段构成。

15.按权利要求9至14之任一项的装置，其特征为：铺放装置(3)配有一用于控制输送机构(10)的定位和运动的控制装置(42)，并且所述控制装置(42)与用于监测单丝束(7)和/或用于监测丝束(6)的传感元件(45)连接。

16.按权利要求9至15之任一项的装置，其特征为：铺放装置(3)具有一带有多轴机械手(37)的机器人(36)，此机器人(36)在其机械手(37)的自由端上支承着所述输送机构(10)。

17.按权利要求16的装置，其特征为：机械手(37)具有至少5个运动轴，通过它们可实施和控制输送机构(10)在用于装填所配设的条筒(5)的装填位置之一中或在用于将丝束(6)输入废料条筒(8)内的废料位置中的定位和运动。

18.按权利要求9至17之任一项的装置，其特征为：铺放装置(3)具有一导向滑动件(31)，它托持所述机器人(36)，并且它在条筒架(4)上方的至少一条导轨(32)内移动。

19.按权利要求18的装置，其特征为：所述机器人(36)悬挂固定在所述导向滑动件(31)上。

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