一种纺丝自动收集方法及系统与流程

本技术涉及纺丝收集，尤其是涉及一种纺丝自动收集方法及系统。

背景技术：

1、纺丝又称化学纤维成形，是制造化学纤维的一道工序，具体指将某些高分子化合物制成胶体溶液或熔化成熔体后由喷丝头细孔压出形成化学纤维的过程。纺丝法多种多样，而静电纺丝法就是其中一种特殊的纤维制造工艺，该方法将聚合物溶液或熔体放置于强电场环境中以进行喷射纺丝，该过程中的静电纺丝就是高分子流体静电雾化的特殊形式，此时雾化分裂出的物质不是微小液滴，而是聚合物微小射流，可以喷射相当长的距离，最终固化成纤维。

2、目前，静电纺丝法主要采用静电纺丝机来实现，静电纺丝机主要由高压电源、喷射装置、接收装置三部分组成，喷射装置通常包括喷丝头以及用于推送溶液至喷丝头的推送机构，接收装置通常为板或筒状收集器；启动高压电源后将在一个密闭环境下形成强电场环境，此时喷射装置会将配备好的聚合物溶液在该高压静电场下以高速进行喷射，最后由接收装置对喷射出的纺丝完成收集。然而，由于大多数聚合物溶液的挥发性较强，在纺丝的过程中喷丝头极易堵塞导致纺丝困难，此时就必须由操作人员控制停机对喷丝头进行疏通清洗或者更换，这大大降低了静电纺丝的工作效率。

技术实现思路

1、为了改善纺丝过程中由于喷丝头堵塞导致工作效率降低的问题，本技术提供一种纺丝自动收集方法及系统。

2、第一方面，本技术提供一种纺丝自动收集方法，采用如下的技术方案：

3、一种纺丝自动收集方法，所述方法基于一纺丝自动收集系统，所述系统包括喷射机构以及加热机构，所述喷射机构包括喷丝头；所述方法包括：

4、确定最佳电压范围；

5、根据所述最佳电压范围施加电压以开始纺丝；

6、在纺丝过程中实时获取反映喷丝状态的检测图像；

7、根据所述检测图像判断所述喷丝头是否存在堵塞情况，得到判断结果；

8、根据所述判断结果调整所述加热机构与所述喷丝头之间的第一距离，以及对所述喷射机构的推料速度进行调节。

9、通过采用上述技术方案，在确定最佳电压范围并根据其开始形成静电场后，通过获取检测图像对纺丝过程中的喷丝状态进行实时判断以得到判断结果，最后根据判断结果采取能够解决堵塞问题的措施；

10、以此，在纺丝过程中，能够及时发现喷丝头的堵塞情况，并在堵塞还未完全形成的情况下，通过增大推料速度将还未完全成型的少量纺丝冲出喷丝头，同时增大加热机构与喷丝头之间的第一距离以减小加热机构对喷丝头上聚合物溶液或熔体的影响，通过上述方法有效减少了喷丝头被完全堵塞从而需要操作人员关闭电压电源并涉入疏通或更换喷丝头的情况，使得纺丝工作能够更流畅地运行，大大提高了静电纺丝的工作效率。

11、一个具体的可实施方案中，所述确定最佳电压范围的步骤具体包括：

12、获取历史的若干套实验数据组，所述实验数据组包括实验参数组以及与所述实验参数组对应的参考图像，所述参考图像为以对应的所述实验参数组进行实验时喷丝头处聚合物液滴的图像；

13、建立电压推荐模型，并将每一所述实验参数组以及与每一所述实验参数组对应的所述参考图像输入所述电压推荐模型中以进行训练，得到训练好的所述电压推荐模型；

14、获取当前的实际浓度、实际距离以及实际温度，并将该三者输入训练好的所述电压推荐模型，得到最佳电压范围。

15、在一个具体的可实施方案中，所述并将每一所述实验参数组以及与每一所述实验参数组对应的所述参考图像输入该电压推荐模型中以进行训练具体包括：

16、提取所述参考图像中聚合物液滴底部的曲线，并将该曲线作为对应每一所述参考图像的参考曲线；

17、计算每一所述参考曲线的最大曲率，并将所述最大曲率作为对应每一所述参考图像的曲率参数；

18、将所有所述实验参数组以及与其一一对应的所述曲率参数输入所述电压推荐模型，得到所述实验参数组与所述曲率参数之间的多目标关系式以完成对所述电压推荐模型的训练。

19、在一个具体的可实施方案中，所述并将该三者输入训练好的电压推荐模型，得到最佳电压范围具体包括：

20、获取预设的最大标准曲率以及最小标准曲率；

21、将所述最大标准曲率、所述实际浓度、所述实际距离以及所述实际温度代入所述多目标关系式，得到推荐最大电压；

22、将所述最小标准曲率、所述实际浓度、所述实际距离以及所述实际温度代入所述多目标关系式，得到推荐最小电压；

23、根据所述推荐最大电压与所述推荐最小电压得到最佳电压范围。

24、在一个具体的可实施方案中，所述多目标关系式为：

25、ci＝w1·ρi+w2·vi+w3·di+w4·ti；

26、其中，ci表示第i套实验数据组对应的曲率参数；ρi表示第i套实验数据组中的浓度参数；vi表示第i套实验数据组中的电压参数；di表示第i套实验数据组中的距离参数；ti表示第i套实验数据组中的温度参数；w1、w2、w3以及w4依次表示ρi的权重比例、vi的权重比例、di的权重比例以及ti的权重比例。

27、在一个具体的可实施方案中，根据检测图像判断喷丝头是否存在堵塞情况，得到判断结果的步骤具体包括：

28、提取一段时间内获取的若干所述检测图像中的纺丝轨迹；

29、依照时间顺序将与每一所述检测图像的纺丝轨迹进行比对，得到比对结果，所述比对结果包括纺丝轨迹基本相同以及纺丝轨迹明显下移；

30、若所述比对结果为纺丝轨迹基本相同，则得到喷丝头未发生堵塞的判断结果；

31、若所述比对结果为纺丝轨迹明显下移，则得到喷丝头存在堵塞情况的判断结果。

32、1.在一个具体的可实施方案中，所述根据所述判断结果调整所述加热机构与所述喷射机构之间的第一距离，以及对所述喷射机构的推料速度进行调节具体包括：

33、若所述判断结果为喷丝头未发生堵塞，则保持所述加热机构与所述喷射机构之间的第一距离以及所述喷射机构的推料速度不变；

34、若所述判断结果为喷丝头存在堵塞情况，则增大所述加热机构与所述喷射机构之间的第一距离以及增大所述喷射机构的推料速度。

35、第二方面，本技术提供一种控制设备，采用如下的技术方案：

36、一种控制设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现如上所述的纺丝自动收集方法。

37、第三方面，本技术提供一种纺丝自动收集系统，采用如下的技术方案：

38、一种纺丝自动收集系统，包括上电机构、喷射机构、收集机构、图像获取机构、加热机构以及如权利要求8所述的控制设备；

39、所述上电机构用于通过直流电形成高压静电场；

40、所述喷射机构包括推料装置、注射管以及喷丝头，所述注射管用于存储一定量的聚合物溶液或熔体；所述推料装置用于将注射管中的溶液或熔体推向所述喷丝头；所述喷丝头用于供溶液或熔体在其上完成纺丝；

41、所述收集机构用于收集自所述喷丝头喷出的纺丝；

42、所述加热机构用于加速所述收集机构上已收集纺丝的固化；

43、图像获取机构用于在纺丝过程中实时获取反映喷丝状态的检测图像。

44、第四方面，本技术提供一种计算机可读存储介质，采用如下的技术方案：

45、一种计算机可读存储介质，所述可读存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由处理器加载并执行以实现如上所述的纺丝自动收集方法。

46、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

47、1.有效改善了喷丝头被完全堵塞从而需要操作人员关闭电压电源并涉入疏通或更换喷丝头的问题，使得纺丝工作能够更流畅地运行，大大提高了静电纺丝的工作效率；

48、2.通过模型训练大大简化了通过反复实验确定最佳电压范围的方式，有效提高了静电纺丝的工作效率，且有助于提高纺丝制品的质量。