一种针筒式自动开料方法与流程

2021-01-13 16:01:01|

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本发明涉及染整工艺自动开料技术领域，尤其涉及一种针筒式自动开料方法。

背景技术：

早前的染整行业的开料工艺，主要以手工操作为主，效率慢，精确度不足；随着工业自动化发展，染整开料工艺目前处于半自动化水平，自动计量提取原液辅以人工添加开料液进行开料，该种做法对开料效率虽有所提高，但开料液由于人为操作亦存在的精确度不足的问题。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本发明提出一种针筒式自动开料方法，该方法通过对吸料针筒、开料针筒以及运动机构的自动化控制，开料过程完全自动化，解决了人工手动或半自动化所存在的效率低、开料精准度差等技术问题，本发明提高了开料效率和开料精确度。

本发明的技术方案是：

一种针筒式自动开料方法，包括控制器，所述控制器电连接有输入模块，该方法包括以下步骤：

步骤一：运动机构2根据输入模块设定的吸料参数，控制器控制机械抽取手21通过吸料针筒12抽取原液区1上原液瓶11中一定体积的原液，机械抽取手21将吸料针筒12运动至开料区3的开料瓶31，机械抽取手21挤出吸料针筒12中的原液；

步骤二：开料机构4根据输入模块设定的开料参数，控制器控制开料针筒41挤出一定体积的开料液，经开料管42从机械抽取手21输送至开料区3的开料瓶31，完成自动开料；

进一步的：所述原液区1包括若干布置均匀的原液瓶11，在每个原液瓶11上设有吸料针筒12，在吸料针筒12上设有吸料针筒推杆121。

所述运动机构2包括设置于原液区1上的x/y轴平面运动装置22和z轴运动的机械抽取手21，该机械抽取手21通过x/y轴平面运动装置22可抽取原液区1中原液瓶11上的吸料针筒12至开料区3的开料瓶31；所述运动机构2受控于所述控制器。

所述开料装置4包括开料针筒41，所述开料针筒41一端设有开料针筒管口411，该管口连接管道后连接有三通管44，该三通管44另两端分别连接有开料管42和进料管43，所述开料管42另一端连接所述机械抽取手21，所述进料管43另一端连接有开料液桶431；在进料管43上的开料针筒管口411和开料液桶431之间设有进料电磁阀432，在开料管42上的开料针筒管口411和机械抽取手21之间设有开料电磁阀421；所述开料针筒41设有开料针筒推杆412；所述进料电磁阀432和开料电磁阀421受控于所述控制器。

进一步的：在步骤一中，输入模块输入开料参数反馈给控制器；控制器控制运动机构2的x/y轴平面运动装置22移动至原液区1对应的原液瓶11上方；z轴运动的机械抽取手21通过吸料针筒12的吸料针筒推杆121抽取该原液瓶11中一定体积的原液；机械抽取手21将吸料针筒12取出并运动至开料区3的开料瓶31；控制器控制机械抽取手21挤出吸料针筒12中的原液到开料瓶31中。

进一步的：在步骤二中，开料机构4的开料针筒41根据开料参数，控制器开启开料电磁阀421，同时推动开料针筒41的开料针筒推杆412，挤出开料液，经开料管42从机械抽取手21输送至开料区3的开料瓶31，完成自动开料。

进一步的：所述开料针筒41由所述管口411、所述开料针筒推杆412、活塞缸413、多密封圈活塞414、电机连接法兰415以及丝杆步进电机416组成；开料针筒推杆412安装在电机连接法兰415和丝杆步进电机416内，内端连接所述多密封圈活塞414，电机连接法兰415安装于所述活塞缸413一端；

控制器可控制所述进料电磁阀432或开料电磁阀421发送一定单位的脉冲启动丝杆步进电机416驱动开料针筒推杆412做一定体积刻度的推动或抽取动作，以实现向开料瓶31输送开料液或向开料针筒41补充开料液。

进一步的：所述运动机构2设置于机架20上；所述x/y轴平面运动装置22包括设置于机架20上的x轴左右坦克带运动装置221和y轴前后滑块运动装置222；所述运动机构2还包括设置于x轴左右坦克带运动装置20上的z轴上下运动装置223；所述机械抽取手21设置于所述z轴上下运动装置223上。

进一步的：所述机械抽取手21包括开料管口211、盛料盘212、针筒杆夹紧手213、针筒夹紧手214、第一夹紧气缸模块215、第二夹紧气缸模块216、丝杆上下运动模块217、丝杆感应开关218、步进电磁阀219；

开料管口211通过所述开料管42与所述开料针筒41相连；

盛料盘212用于预防吸料针筒12被夹取后运动过程中掉液；

针筒夹紧手214与第一夹紧气缸模块215相连用于夹紧吸料针筒12；

针筒杆夹紧手213与第二气缸模块216、丝杆上下运动模块217、步进电磁阀219、丝杆感应开关218相连，用于夹取吸料针筒杆后上下推动抽取/挤出相应刻度体积的原液；

所述x轴左右坦克带运动装置221、y轴前后滑块运动装置222、z轴上下运动装置223以及步进电磁阀219皆受控于所述控制器。

进一步的：在步聚一中，输入模块输入开料参数反馈给控制器；

控制器控制运动机构2的x轴左右坦克带运动装置221和y轴前后滑块运动装置222将z轴上下运动装置223上的械抽取手21移动至原液区1对应的原液瓶11上方，机械抽取手21延z轴上下运动装置223向下运动；

通过第一夹紧气缸模块215控制针筒夹紧手214夹紧吸料针筒12，通过第二夹紧气缸模块216控制针筒杆夹紧手213夹紧吸料针筒杆121；

控制器根据输入开料参数控制步进电磁阀219发送一定单位脉冲驱动丝杆上下运动模块217以及与其关联的针筒杆夹紧手214抽取吸料针筒杆121，并由丝杆感应开关219监控运动行程，抽取一定刻度体积的原液；

机械抽取手21延z轴上下运动装置223向上运动，将吸料针筒12取出并安置于盛料盘212上方，运动机构2的x轴左右坦克带运动装置221和y轴前后滑块运动装置222将z轴上下运动装置223上的械抽取手21移动至开料区3的开料瓶31上方，机械抽取手21延z轴上下运动装置223向下运动，将吸料针筒12对准伸入开料瓶31；

控制器控制步进电磁阀219发送一定单位的脉冲驱动丝杆上下运动装置217以及与其关联的针筒杆夹紧手214将吸料针筒推杆121做一定体积刻度的推动动作，从吸料针筒12挤出定量的原液到开料瓶31中。

更进一步的：在步骤二中，当需要向开料瓶31输送开料液时，控制器控制进料电磁阀432关闭，开料电磁阀421打开，开料针筒41根据开料参数，控制器控制开料电磁阀421发送一定单位的脉冲启动丝杆步进电机416运转，丝杆步进电机416驱动开料针筒推杆412做一定体积刻度的推动动作，挤出定量的开料液，经开料管42从机械抽取手21输送至开料区3的开料瓶31，完成自动开料；

当需要向开料针筒41补充开料液时，控制器控制进料电磁阀432打开，开料电磁阀421关闭，控制器控制进料电磁阀432发送一定单位的脉冲启动丝杆步进电机416运转，丝杆步进电机416驱动开料针筒推杆412做一定体积刻度的抽取动作，开料液桶431的开料液经进料管43、管口411进入开料针筒41，可以补充足量或定量的开料液。

采用了上述技术方案，本发明的有益效果为：

1.本发明，通过对吸料针筒、开料针筒以及运动机构的自动化控制，开料过程完全自动化，提高开料效率，解决了人工手动或半自动化的开料速度和提高了开料精确度。

2.本发明，在输入模块输入开料参数反馈给控制器，控制运动机构的x/y轴平面运动装置移动至原液区对应的原液瓶上方；z轴运动的机械抽取手通过吸料针筒的吸料针筒推杆抽取该原液瓶中一定体积的原液；机械抽取手将吸料针筒取出并运动至开料区的开料瓶；控制器控制机械抽取手挤出吸料针筒中的原液到开料瓶中；开料机构的开料针筒根据开料参数，控制器开启开料电磁阀，同时推动开料针筒的开料针筒推杆，挤出开料液，经开料管从机械抽取手输送至开料区的开料瓶；其中，体积的计算是结合了吸料针筒体积及其推杆刻度、开料针筒体积及其推杆刻度以及开料管道存留的体积综合计算所得，确保开料过程中的原液和开料液数据精准，整个开料过程完全自动化，极大地提高了工作效率。

3.本发明，控制器可控制所述丝杆步进电机416驱动开料针筒推杆412做推动或抽取动作，以实现向开料瓶31输送开料液或向开料针筒41补充开料液；开料针筒本体优选防腐金属材质；此外，采用两层或多密封圈活塞，活塞在活塞缸内更加紧密，有效防止了开料液外泄，使开料液的添加量更加精准；另外，采用防腐金属材质的针筒本体，可根据需要，将开料针筒做的更大，可容纳更多体积的开料液，有效减少了补开料液的次数，进一步提高了工作效率。

4.本发明，控制器可以控制x轴左右坦克带运动装置221和y轴前后滑块运动装置222将z轴上下运动装置223上的械抽取手21移动至原液区1对应的原液瓶11上方，控制针筒杆夹紧手213夹紧吸料针筒杆12，根据开料参数控制步进电磁阀219发送一定单位脉冲驱动丝杆上下运动模块217以及与其关联的针筒杆夹紧手214抽取吸料针筒杆121，并由丝杆感应开关219监控运动行程，抽取一定刻度体积的原液移动至开料区3的开料瓶31上方对准伸入开料瓶31，控制器控制步进电磁阀219发送一定单位的脉冲驱动丝杆上下运动装置217以及与其关联的针筒杆夹紧手214将吸料针筒推杆121做一定体积刻度的推动动作，从吸料针筒12挤出定量的原液到开料瓶31中，原液提取过程高效、智能、精准。

5.本发明，当需要向开料针筒41补充开料液时，控制器控制进料电磁阀432打开，开料电磁阀421关闭，控制器控制进料电磁阀432发送一定单位的脉冲启动丝杆步进电机416运转，丝杆步进电机416驱动开料针筒推杆412做一定体积刻度的抽取动作，开料液桶431的开料液经进料管43、管口411进入开料针筒41，可以补充足量或定量的开料液。

6.本发明，独创开料针筒用于染整开料，工作效率高，开料体积精准，在染整开料过程中起意料不到的技术效果。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

附图说明

图1为实施例所述针筒式自动开料方法示意图；

图2为实施例所述机械抽取手将吸料针筒运动至开料区的开料瓶的示意图；

图3为实施例所述开料机构结构示意图；

图4为实施例所述运动机构结构示意图；

图5为实施例所述机械抽取手设置于z轴上下运动装置上的结构示意图；

图6为实施例所述机械抽取手结构示意图。

其中：1.原液区；11.原液瓶；12.吸料针筒；121.吸料针筒推杆；

2.运动机构；20.机架；21.机械抽取手；211.开料管口；212.盛料盘；213.针筒杆夹紧手；214.针筒夹紧手；215.第一夹紧气缸模块；216.第二夹紧气缸模块；217.丝杆上下运动模块；218.丝杆感应开关；219.步进电磁阀；22.x/y轴平面运动装置；221.x轴左右坦克带运动装置；222.y轴前后滑块运动装置；223.z轴上下运动装置；

3.开料区；31.开料瓶；

4.开料机构；41.开料针筒；411.开料针筒管口；412.开料针筒推杆；413.活塞缸；414.多密封圈活塞；415.电机连接法兰；416.丝杆步进电机；42.开料管；421.开料电磁阀；43.进料管；431.开料液桶；432.进料电磁阀；44.三通管。

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他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-2示出一种针筒式自动开料方法，该方法包括以下步骤：

本发明，通过对吸料针筒、开料针筒以及运动机构的自动化控制，开料过程完全自动化，提高开料效率，解决了人工手动或半自动化的开料速度和提高了开料精确度。

如图1-4所示，所述原液区1包括若干布置均匀的原液瓶11，在每个原液瓶11上设有吸料针筒12，在吸料针筒12上设有吸料针筒推杆121。

如图1-4示出开料过程中的原液提取方法：在步骤一中，输入模块输入开料参数反馈给控制器；控制器控制运动机构2的x/y轴平面运动装置22移动至原液区1对应的原液瓶11上方；z轴运动的机械抽取手21通过吸料针筒12的吸料针筒推杆121抽取该原液瓶11中一定体积的原液；机械抽取手21将吸料针筒12取出并运动至开料区3的开料瓶31；控制器控制机械抽取手21挤出吸料针筒12中的原液到开料瓶31中。

如图1-4示出开料过程中的开料液输送方法：在步骤二中，开料机构4的开料针筒41根据开料参数，控制器开启开料电磁阀421，同时推动开料针筒41的开料针筒推杆412，挤出开料液，经开料管42从机械抽取手21输送至开料区3的开料瓶31，完成自动开料。

本发明，在输入模块输入开料参数反馈给控制器，控制运动机构的x/y轴平面运动装置移动至原液区对应的原液瓶上方；z轴运动的机械抽取手通过吸料针筒的吸料针筒推杆抽取该原液瓶中一定体积的原液；机械抽取手将吸料针筒取出并运动至开料区的开料瓶；控制器控制机械抽取手挤出吸料针筒中的原液到开料瓶中；开料机构的开料针筒根据开料参数，控制器开启开料电磁阀，同时推动开料针筒的开料针筒推杆，挤出开料液，经开料管从机械抽取手输送至开料区的开料瓶；其中，体积的计算是结合了称重模块、吸料针筒体积及其推杆刻度、开料针筒体积及其推杆刻度以及开料管道存留的体积综合计算所得，确保开料过程中的原液和开料液数据精准，整个开料过程完全自动化，极大地提高了工作效率。

如图3所示：所述开料针筒41由所述管口411、所述开料针筒推杆412、活塞缸413、多密封圈活塞414、电机连接法兰415以及丝杆步进电机416组成；开料针筒推杆412安装在电机连接法兰415和丝杆步进电机416内，内端连接所述多密封圈活塞414，电机连接法兰415安装于所述活塞缸413一端；

本发明，控制器可控制所述丝杆步进电机416驱动开料针筒推杆412做推动或抽取动作，以实现向开料瓶31输送开料液或向开料针筒41补充开料液；开料针筒本体优选防腐金属材质；此外，采用两层或多密封圈活塞，活塞在活塞缸内更加紧密，有效防止了开料液外泄，使开料液的添加量更加精准；另外，采用防腐金属材质的针筒本体，可根据需要，将开料针筒做的更大，可容纳更多体积的开料液，有效减少了补开料液的次数，进一步提高了工作效率。

如图1-5所示，所述运动机构2设置于机架20上；所述x/y轴平面运动装置22包括设置于机架20上的x轴左右坦克带运动装置221和y轴前后滑块运动装置222；所述运动机构2还包括设置于x轴左右坦克带运动装置20上的z轴上下运动装置223；所述机械抽取手21设置于所述z轴上下运动装置223上。

如图6所示，所述机械抽取手21包括开料管口211、盛料盘212、针筒杆夹紧手213、针筒夹紧手214、第一夹紧气缸模块215、第二夹紧气缸模块216、丝杆上下运动模块217、丝杆感应开关218、步进电磁阀219；

开料管口211通过所述开料管42与所述开料针筒41相连；

盛料盘212用于预防吸料针筒12被夹取后运动过程中掉液；

针筒夹紧手214与第一夹紧气缸模块215相连用于夹紧吸料针筒12；

所述x轴左右坦克带运动装置221、y轴前后滑块运动装置222、z轴上下运动装置223以及步进电磁阀219皆受控于所述控制器。

本发明，控制器可以控制x轴左右坦克带运动装置221和y轴前后滑块运动装置222将z轴上下运动装置223上的械抽取手21移动至原液区1对应的原液瓶11上方，控制针筒杆夹紧手213夹紧吸料针筒杆12，根据开料参数控制步进电磁阀219发送一定单位脉冲驱动丝杆上下运动模块217以及与其关联的针筒杆夹紧手214抽取吸料针筒杆121，并由丝杆感应开关219监控运动行程，抽取一定刻度体积的原液移动至开料区3的开料瓶31上方对准伸入开料瓶31，控制器控制步进电磁阀219发送一定单位的脉冲驱动丝杆上下运动装置217以及与其关联的针筒杆夹紧手214将吸料针筒推杆121做一定体积刻度的推动动作，从吸料针筒12挤出定量的原液到开料瓶31中，原液提取过程高效、智能、精准。

如图1-6示出优选的开料过程中的原液提取方法：

输入模块输入开料参数反馈给控制器；

通过第一夹紧气缸模块215控制针筒夹紧手214夹紧吸料针筒12，通过第二夹紧气缸模块216控制针筒杆夹紧手213夹紧吸料针筒杆121；

如图1-6示出更进一步的开料过程中的开料液输送方法：

当需要向开料瓶31输送开料液时，控制器控制进料电磁阀432关闭，开料电磁阀421打开，开料针筒41根据开料参数，控制器控制开料电磁阀421发送一定单位的脉冲启动丝杆步进电机416运转，丝杆步进电机416驱动开料针筒推杆412做一定体积刻度的推动动作，挤出定量的开料液，经开料管42从机械抽取手21输送至开料区3的开料瓶31，完成自动开料；

自动开料举例：如图1-6所示，假设开料针筒和吸料针筒体积大小固定为100ml，开料管连接到机械抽取手之间的管道残留量为5ml，开料针筒推杆和吸料针筒推杆的刻度都是10刻度，开料针筒内是水（相当于0g/l浓度的糖水），吸料针筒是100g/l的高浓度糖水，现需要50ml总液量的50g/l的中浓度糖水；

输入模块输入开料参数为50ml总液量的50g/l的低浓度糖水（50ml溶液中糖含量为2.5g）反馈给控制器；

通过第一夹紧气缸模块215控制针筒夹紧手214夹紧吸料针筒12，通过第二夹紧气缸模块216控制针筒杆夹紧手213夹紧吸料针筒杆121；

控制器发送2.5万个脉冲量给步进电磁阀218驱动丝杠上下运动模块217和吸料针筒夹紧手214抽取吸料针筒运动2.5刻度，即抽取了25ml100g/l高浓度糖水（含糖量为2.5g）；

控制器控制步进电磁阀219发送一定单位的脉冲驱动丝杆上下运动装置217以及与其关联的针筒杆夹紧手214将吸料针筒推杆121做一定体积刻度的推动动作，从吸料针筒12挤出25ml100g/l高浓度糖水（含糖量为2.5g）的原液到开料瓶31中。

控制器控制进料电磁阀432关闭，开料电磁阀421打开，开料针筒41根据开料参数，控制器控制开料电磁阀421发送3万个脉冲启动丝杆步进电机416运转，丝杆步进电机416驱动开料针筒推杆412做3个刻度的推动动作，挤出30ml的开料液（水），经开料管42从机械抽取手21的开料管口211挤出25ml开料液水（含糖量为0）至开料区3的开料瓶31，得到50ml混合溶液（含糖量为2.5g，即浓度为50g/l），总液量跟浓度满足输入开料参数要求，完成自动开料。

本发明，独创开料针筒用于染整开料，工作效率高，开料体积精准，在染整开料过程中起意料不到的技术效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。

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