CN105438895B - 一种络纱机自动卸筒装置及卸筒方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种络纱机自动卸筒装置及卸筒方法，络纱机自动卸筒装置包括取筒小车、无线信号发射器、磁性轨道、地址芯片卡和双向龙门装置，无线信号发射器安装在络纱机上，磁性轨道纵向和横向布置在取筒小车行进路线上，地址芯片卡固定在磁性轨道交叉节点处和纱团操作位置，每个地址芯片卡具有唯一的地址标识，所述双向龙门装置包括框架、双向轨道装置、双向龙门机械臂、上下伸缩气缸、左右伸缩气缸、抓握辊和双向龙门控制器，取筒小车设置有小车控制器、驱动单元、无线信号收发器、磁性感应器、接近开关、称量装置。本发明还包括络纱机自动卸筒方法。本发明结构设计合理，简洁实用，自动化程度高，大幅降低工人劳动强度及生产成本，适于工业化生产使用。

Description

一种络纱机自动卸筒装置及卸筒方法

技术领域

本发明涉及一种络纱机自动卸筒装置及卸筒方法，主要用于纤维生产过程中络纱机的卸筒操作。

背景技术

目前纤维生产过程中络纱机卸筒均采用人工搬运的卸筒方式，鲜有机械化装置参与。这种传统的纯人力的卸筒方式，给络纱工带来的是沉重的体力支出，操作工人每天需要搬运数量较多的纱团，劳动强度相当大。此外，纱团产品的种类繁多，而品种和产量统计一般也是采用人工记录的方式，在日常生产中，十分繁琐并且容易出错。

发明内容

本发明解决的技术问题是克服现有装备和工艺需要人工搬运纱团和人工统计产品品种、产量的缺点，而提供一种络纱机自动卸筒装置及卸筒方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案包括：

一种络纱机自动卸筒装置，包括取筒小车，其特征是：还设置有无线信号发射器、磁性轨道、地址芯片卡和双向龙门装置，无线信号发射器安装在络纱机上，磁性轨道纵向和横向布置在取筒小车行进路线上，取筒小车安装在磁性轨道上，地址芯片卡固定在磁性轨道交叉节点处和纱团操作位置，每个地址芯片卡具有唯一的地址标识，双向龙门装置布置在磁性轨道边，取筒小车响应无线信号发射器发来的络纱机满筒信号地址，通过小车控制器预先设定或者计算得到的规划路线，在磁性轨道和地址芯片卡的指引下沿规划路线完成络纱机纱团卸筒工作。

所述络纱机纱团卸筒工作包括络纱机纱团卸筒称重、纱团送到双向龙门装置边、由双向龙门装置卸筒货、双向龙门装置和取筒小车复位。

本发明所述双向龙门装置包括框架、双向轨道装置、双向龙门机械臂、上下伸缩气缸、左右伸缩气缸、抓握辊和双向龙门控制器，双向龙门控制器与双向轨道装置、上下伸缩气缸、左右伸缩气缸均连接，框架上设置有双向轨道装置，双向轨道装置上安装双向龙门机械臂，双向龙门机械臂下部设置上下伸缩气缸，上下伸缩气缸下部安装左右伸缩气缸，左右伸缩气缸两边均安装抓握辊，抓握辊与纱团配合。

本发明所述取筒小车设置有小车控制器、驱动单元、无线信号收发器、磁性感应器、接近开关、称量装置，小车控制器与无线信号收发器、驱动单元、磁性感应器、接近开关、称量装置、机械臂均连接，无线信号发射器与无线信号收发器无线连接，磁性感应器用来感应磁性轨道和地址芯片卡，接近开关安装在取筒小车上并用来检测取筒小车与络纱机的距离，纱团与机械臂配合。

本发明所述双向龙门装置还设置有输送装置，输送装置一端位于双向龙门装置下部，双向龙门控制器与输送装置连接，纱团通过输送装置输送卸筒。

本发明所述双向轨道装置包括纵向轨道、横向轨道、纵向伺服电机、横向伺服电机，纵向伺服电机安装在框架上，纵向轨道滑动安装在框架上，纵向伺服电机与纵向轨道连接，横向轨道安装在纵向轨道上，横向伺服电机、双向龙门机械臂滑动安装在横向轨道上，横向伺服电机与横向轨道连接。

本发明所述抓握辊为橡胶抓握辊。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案还包括：

一种络纱机自动卸筒方法，其特征是包括以下步骤：

（1）、络纱机发出满筒信号，无线信号收发器收到后该络纱机进入小车控制器的排队等待卸筒序列；

（2）、小车控制器根据排队等待卸筒序列中第一个满筒信号地址得到规划路线，取筒小车在磁性轨道和地址芯片卡的指引下沿规划路线前往第一个满筒信号地址；

（3）、取筒小车上的接近开关检测到第一个满筒信号地址对应的络纱机并发给小车控制器，小车控制器确认位置准确后启动机械臂进行纱团卸筒，并由取筒小车上的称量装置对纱团称重，输入纱团基本信息；

（4）、取筒小车在磁性轨道和地址芯片卡的指示下沿规划路线前往双向龙门装置；

（5）、双向龙门控制器将双向龙门机械臂移动至纱团上方，通过上下伸缩气缸将左右伸缩气缸下移至抓握辊对准纱团，左右伸缩气缸通过抓握辊抓紧纱团；

（6）、双向龙门机械臂将纱团搬运至输送装置上，双向龙门装置复位；

（7）、取筒小车在磁性轨道和地址芯片卡的指示下沿规划路线前往取筒小车原点；

（8）、等待直到排队等待卸筒序列不为空时转第（2）步。

本发明所述第一步为小车控制器响应动作，随时进行，即可在（2）~（8）任何步骤中间进行。

本发明所述络纱机自动卸筒方法可以采用络纱机自动卸筒装置完成。

本发明结构设计合理，简洁实用，自动化程度高，能大幅降低工人劳动强度及生产成本，适用于工业化生产使用。

附图说明

图1是本发明实施例磁性轨道、取筒小车的结构示意图。

图2是本发明实施例双向龙门装置的结构示意图。

图3是本发明实施例的工作流程示意图。

具体实施方式

本发明实施例设置有无线信号发射器1、磁性轨道2、取筒小车3、双向龙门装置，所述双向龙门装置设置有纵向伺服电机6、横向伺服电机7、双向龙门机械臂8、上下伸缩气缸9、左右伸缩气缸10、输送装置11、抓握辊12和双向龙门控制器，双向龙门控制器与纵向伺服电机6、横向伺服电机7、上下伸缩气缸9、左右伸缩气缸10、输送装置11均连接。图中箭头方向为取筒小车3行进方向（路线）。

一个无线信号发射器1安装在络纱工段现有的络纱机4上，通过必要的电气线路的连接和调试，当络纱机4生产出一个合格的纱团5后，该无线信号发射器1能够持续向取筒小车3发出请求卸筒信号。

根据络纱机4现场工位定置的情况，在水泥地面上布置出一系列由条状磁性薄片构成的磁性轨道2和地址芯片卡13，地址芯片卡13固定在磁性轨道2交叉节点处和纱团操作位置（主要是装卸筒工位，即络纱机4、双向龙门装置装卸筒工位，也可能包括其它工位），每个地址芯片卡13具有与其它地址芯片卡13均不同的唯一确定的地址标识，为小车寻址定位提供了必要条件。图1上示出了地址芯片卡13的一个实例，13-1表示第一地址芯片卡并对应取筒小车3原点，13-2表示第二地址芯片卡并对应第一台络纱机4卸筒位置（1#工位）…13-N表示第N个地址芯片卡，N为正整数，13-13表示取筒小车3和双向龙门装置交汇点。磁性轨道2的主要作用是发出磁性，使取筒小车3能够沿着磁性轨道2指引的方向行进，不跑偏。取筒小车3底部（通常在前底部，必要时可以前后底部均设置）安装有磁性感应器，通过感应磁性轨道2和地址芯片卡13的磁性来引导取筒小车3精确往返于各络纱机4和双向龙门机械臂8之间。

取筒小车3由小车控制器3-1（小型PLC）、驱动单元、无线信号收发器、磁性感应器、位置检测用的接近开关、称量装置3-2、机械臂3-3、车体等部件构成，所述驱动单元为取筒小车3的前进、后退、转向、停止的电控运动装置，控制取筒小车3底部的4个万向轮完成规定动作，驱动单元接收小车控制器3-1的指令工作。取筒小车3安装在定置好的磁性轨道2上，精确往来于络纱机4和双向龙门机械臂8之间，完成纱团5卸筒、称量、纱团基本信息记录、纱团数据交换和基本搬移工作。取筒小车3配备有锂电池，作为日常工作动力来源。

双向龙门装置用于从取筒小车3上取纱团5，而后将纱团5放置在产品输送装置11上。双向龙门装置整体为一个钢结构的框架，并在框架上布置了双向（横向和纵向）轨道装置（双向轨道装置为现有技术，即纵向轨道和横向轨道交叉配置构成纵向和横向移动机构，双向轨道装置分别通过纵向电机驱动进行纵向移动，通过横向电机驱动进行横向移动），双向龙门机械臂8安装在双向轨道装置上，进行纵向和横向（分别对应图2的前后方向和左右方向）往复运动。本实施例采用纵向伺服电机6（安装在框架上）驱动安装在框架上的纵向轨道14进行纵向移动，采用横向伺服电机7（安装在横向轨道15上）驱动安装在横向轨道15的双向龙门机械臂8横向移动，双向龙门机械臂8上安装有上下伸缩气缸9，上下伸缩气缸9下部安装有左右伸缩气缸10，左右伸缩气缸10两边均安装有橡胶的抓握辊12，双向龙门机械臂8可以通过抓握辊12精确、快速地从取筒小车3上抓取纱团5放置在输送装置11上，完成搬移的最后一步工作。至此，一个纱团5就从络纱机4上卸下，并成功被产品输送装置11运走。

本实施例所述无线信号发射器1、磁性轨道2、小车控制器3-1、双向龙门控制器、驱动单元、无线信号收发器、磁性感应器、接近开关、称量装置3-2、机械臂3-3、输送装置11均为现有技术。

当有一台或者多台络纱机4发出满筒信号时，取筒小车3依信号发出的先后顺序依次响应。取筒小车3根据无线信号收发器识别到的第一个满筒信号地址，由小车控制器3-1取得规划路线（所述规划路线可以在小车控制器3-1的控制程序中事先设定好，也可以通过计算得到，例如取筒小车3需要从原点前往第8个地址芯片卡13-8（7#工位）取筒时，所述规划路线为：从原点直行经过地址芯片卡13-10、地址芯片卡13-11，在地址芯片卡13-12处右转来到地址芯片卡13-8工位并完成取筒工作，再从地址芯片卡13-8出发至地址芯片卡13-12处右转来到地址芯片卡13-13，由双向龙门装置卸筒后经过地址芯片卡13-12、地址芯片卡13-11、地址芯片卡13-10返回原点），小车控制器3-1发出驱动指令给驱动单元，驱动单元启动取筒小车3在磁性轨道2和地址芯片卡13的指示下沿规划路线前往指定地址的工位取筒。当取筒小车3到达工位后，取筒小车3上的接近开关会发出信号给小车控制器3-1，由小车控制器3-1来确认小车位置是否到位。确认位置完成以后，小车控制器3-1发出驱动指令控制机械臂3-3进行卸筒操作，并最终将纱团5安放在取筒小车3上的称量装置3-2上称重。此时，员工可以在取筒小车3的人机界面上录入纱团5的品种、重量等基本信息，品种信息也可以读卡或者扫描二维码的方式读取，重量信息也可以通过采用电子式称量装置来直接获得并传送给小车控制器3-1。基本信息记录完成后，小车控制器3-1发出驱动指令给驱动单元，驱动单元启动取筒小车3在磁性轨道2和地址芯片卡13的指示下沿规划路线前往双向龙门装置，双向龙门控制器通过现有技术得到（例如用接近开关检测或者由小车控制器3-1发送信号由双向龙门控制器中的无线收发器接收）取筒小车3到达指定位置（即地址芯片卡13-13）后，双向龙门控制器通过纵向伺服电机6、横向伺服电机7、双向轨道装置将双向龙门机械臂8移动至纱团5上方，通过上下伸缩气缸9将左右伸缩气缸10下移至抓握辊12对准纱团5，启动左右伸缩气缸10通过抓握辊12抓紧纱团5，双向龙门控制器通过纵向伺服电机6、横向伺服电机7、双向轨道装置将纱团5搬运至输送装置11上，双向龙门装置复位，取筒小车3复位（小车控制器3-1发出驱动指令给驱动单元，驱动单元启动取筒小车3在磁性轨道2和地址芯片卡13的指示下沿规划路线回原点），完成一次卸筒，准备执行下一次取筒任务。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：1、机械化、自动化程度高，且具有自动检测、数据记录和数据交换功能，不需要大量人工参与其中，降低工人的劳动强度；2、构建该装置所需的材料十分常见，实用性稳定性好，工作效率较高，符合规模企业生产的要求；3、该装置能有效的记录产品信息，省去人工记录环节，提高了信息化水平；4、该装置操作简便，便于日常使用和维护。

凡是本发明设计构思的简单变形或等效替换，应认为落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种络纱机自动卸筒装置，包括取筒小车，其特征是：还设置有无线信号发射器、磁性轨道、地址芯片卡和双向龙门装置，无线信号发射器安装在络纱机上，磁性轨道纵向和横向布置在取筒小车行进路线上，取筒小车安装在磁性轨道上，地址芯片卡固定在磁性轨道交叉节点处和纱团操作位置，每个地址芯片卡具有唯一的地址标识，双向龙门装置布置在磁性轨道边，取筒小车响应无线信号发射器发来的络纱机满筒信号地址，通过小车控制器预先设定或者计算得到的规划路线，在磁性轨道和地址芯片卡的指引下沿规划路线完成络纱机纱团卸筒工作，所述双向龙门装置包括框架、双向轨道装置、双向龙门机械臂、上下伸缩气缸、左右伸缩气缸、抓握辊和双向龙门控制器，双向龙门控制器与双向轨道装置、上下伸缩气缸、左右伸缩气缸均连接，框架上设置有双向轨道装置，双向轨道装置上安装双向龙门机械臂，双向龙门机械臂下部设置上下伸缩气缸，上下伸缩气缸下部安装左右伸缩气缸，左右伸缩气缸两边均安装抓握辊，抓握辊与纱团配合。

2.根据权利要求1所述的络纱机自动卸筒装置，其特征是：所述取筒小车设置有小车控制器、驱动单元、无线信号收发器、磁性感应器、接近开关、称量装置，小车控制器与无线信号收发器、驱动单元、磁性感应器、接近开关、称量装置、机械臂均连接，无线信号发射器与无线信号收发器无线连接，磁性感应器用来感应磁性轨道和地址芯片卡，接近开关安装在取筒小车上并用来检测取筒小车与络纱机的距离，纱团与机械臂配合。

3.根据权利要求2所述的络纱机自动卸筒装置，其特征是：所述双向龙门装置还设置有输送装置，输送装置一端位于双向龙门装置下部，双向龙门控制器与输送装置连接。

4.根据权利要求1所述的络纱机自动卸筒装置，其特征是：所述双向轨道装置包括纵向轨道、横向轨道、纵向伺服电机、横向伺服电机，纵向伺服电机安装在框架上，纵向轨道滑动安装在框架上，纵向伺服电机与纵向轨道连接，横向轨道安装在纵向轨道上，横向伺服电机、双向龙门机械臂滑动安装在横向轨道上，横向伺服电机与横向轨道连接。

5.根据权利要求1所述的络纱机自动卸筒装置，其特征是：所述抓握辊为橡胶抓握辊。

6.一种络纱机自动卸筒方法，其特征是包括以下步骤：

（1）、络纱机发出满筒信号，无线信号收发器收到后该络纱机进入小车控制器的排队等待卸筒序列；

（2）、小车控制器根据排队等待卸筒序列中第一个满筒信号地址得到规划路线，取筒小车在磁性轨道和地址芯片卡的指引下沿规划路线前往第一个满筒信号地址；

（3）、取筒小车上的接近开关检测到第一个满筒信号地址对应的络纱机并发给小车控制器，小车控制器确认位置准确后启动机械臂进行纱团卸筒，并由取筒小车上的称量装置对纱团称重，输入纱团基本信息；

（4）、取筒小车在磁性轨道和地址芯片卡的指示下沿规划路线前往双向龙门装置；

（5）、双向龙门控制器将双向龙门机械臂移动至纱团上方，通过上下伸缩气缸将左右伸缩气缸下移至抓握辊对准纱团，左右伸缩气缸通过抓握辊抓紧纱团；

（6）、双向龙门机械臂将纱团搬运至输送装置上，双向龙门装置复位；

（7）、取筒小车在磁性轨道和地址芯片卡的指示下沿规划路线前往取筒小车原点；

（8）、等待直到排队等待卸筒序列不为空时转第（2）步。