CN105775733A - 一种龙门架搬运系统及其控制方法 - Google Patents

一种龙门架搬运系统及其控制方法 Download PDF

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CN105775733A CN201610288850.5A CN201610288850A CN105775733A CN 105775733 A CN105775733 A CN 105775733A CN 201610288850 A CN201610288850 A CN 201610288850A CN 105775733 A CN105775733 A CN 105775733A
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沈海涛
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Abstract

本发明提供一种龙门架搬运系统及其控制方法，所述龙门架搬运系统包括运输设备、气缸抓手、控制器、空位检测仪，其中，所述气缸抓手与所述运输设备固定连接，所述空位检测仪和所述气缸抓手均与所述控制器电连接；并且其中，所述运输设备包括横轨、两条纵轨、立轨、X轴电机、Y轴电机以及Z轴电机。本发明所提供的龙门架搬运系统及其控制方法，能够自动检测输送线上是否有空位，并根据输送速度自动将纱团搬运并摆放至该空位上，当没有空位时，会自动将纱团摆放至临时摆放架上，直到空位出现后再搬运至空位处进行摆放，从而节约人力和时间，有效节约生产成本，提高生产效率。

Description

一种龙门架搬运系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及搬运设备技术领域，尤其涉及纱团搬运设备技术领域。
背景技术
目前，在纤维生产过程中，完成络纱成型后的纱团是由人工抱送至输送线上的，该过程极为消耗工人体力，劳动强度极大，而且占用工作时间较长，严重影响生产和工作效率。
发明内容
本发明旨在解决上面描述的问题。本发明的一个目的是提供一种解决以上问题中的任何一个的龙门架搬运系统及其控制方法。具体地，本发明提供能够自动根据纱团输送线上的空位情况进行搬运、摆放的龙门架搬运系统及其控制方法。
根据本发明的第一方面，本发明提供了一种龙门架搬运系统，所述龙门架搬运系统包括运输设备、气缸抓手、控制器、空位检测仪，其中，所述气缸抓手与所述运输设备固定连接，所述空位检测仪和所述气缸抓手均与所述控制器电连接；并且其中，所述运输设备包括横轨、两条纵轨、立轨、X轴电机、Y轴电机以及Z轴电机，所述横轨的两端分别与所述两条纵轨传动连接，所述两条纵轨互相平行设置，且均与水平面平行设置，所述立轨的第一端与所述横轨传动连接，所述立轨的第二端与所述气缸抓手固定连接；所述X轴电机与所述横轨传动连接，所述两条纵轨均与所述Y轴电机传动连接，所述立轨与所述Z轴电机传动连接，且所述X轴电机、所述Y轴电机以及所述Z轴电机均与所述控制器电连接；并且其中，所述龙门架搬运系统还包括临时摆放架，所述临时摆放架位于所述运输设备的覆盖区域内。
其中，所述空位检测仪为光电开关，所述光电开关与所述控制器电连接，检测并发送输送线上的空位信号。
根据本发明的另一方面，本发明还提供了一种如上所述的龙门架搬运系统的控制方法，所述控制方法包括：
S10)所述控制器提取搬运序列中存放时间最长的搬运信号；
S20)所述控制器获取所述空位检测仪的检测结果；
S30)当检测结果为存在空位时，所述控制器标记此时所述空位检测仪对应的输送线上的空位为目标空位，并根据输送线的输送速度、所述搬运信号对应的搬运起始位置确定所述运输设备完成针对所述目标空位的一次搬运的运行程序；
S40)所述控制器根据所述运行程序控制所述运输设备运行，使所述气缸抓手到达所述搬运信号对应的搬运起始位置，获取搬运目标，向所述目标空位运行，并控制所述气缸抓手将搬运目标摆放至所述目标空位；
S50)所述控制器取消该目标空位的标记，并提取搬运序列中的下一个搬运信号，返回步骤S20)依次进行处理。
其中，所述控制方法还包括：
S31)当所述空位检测仪的检测结果为不存在空位时，所述控制器根据所述搬运信号对应的搬运起始位置和所述临时摆放架的位置确定所述运输设备针对所述临时摆放架的一次运行程序，并根据所述一次运行程序控制所述运输设备运行，使所述气缸抓手到达所述搬运信号对应的搬运起始位置获取搬运目标，并运行至所述临时摆放架的位置，控制所述气缸抓手将搬运目标摆放至所述临时摆放架。
其中，所述控制方法还包括：
所述气缸抓手将搬运目标摆放至所述临时摆放架后：
S32)所述控制器实时接收所述空位检测仪的检测结果，直到所述检测结果为有空位；
S33)所述控制器标记此时所述空位检测仪对应的输送线上的空位为目标空位，并根据输送线的输送速度、所述临时摆放架的位置确定所述运输设备完成针对所述目标空位的二次运行程序；
S34)所述控制器根据所述二次运行程序控制所述运输设备运行，使所述气缸抓手到达所述临时摆放架的位置获取搬运目标，向所述目标空位运行，并控制所述气缸抓手将搬运目标摆放至所述目标空位；
S35)所述控制器取消该目标空位的标记，并提取搬运序列中的下一个搬运信号，返回步骤S20)依次进行处理。
其中，所述控制所述运输设备运行包括：所述控制器依次控制所述X轴电机、所述Y轴电机以及所述Z轴电机运转，依次带动所述横轨沿所述两条纵轨运行、所述立轨沿所述横轨左右运行以及所述立轨上下运行，从而带动所述气缸抓手运行。
本发明所提供的龙门架搬运系统及其控制方法，能够自动检测输送线上是否有空位，并根据输送速度自动将纱团搬运并摆放至该空位上，当没有空位时，会自动将纱团摆放至临时摆放架上，直到空位出现后再搬运至空位处进行摆放，从而节约人力和时间，有效节约生产成本，提高生产效率。
参照附图来阅读对于示例性实施例的以下描述，本发明的其他特性特征和优点将变得清晰。
附图说明
并入到说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与描述一起用于解释本发明的原理。在这些附图中，类似的附图标记用于表示类似的要素。下面描述中的附图是本发明的一些实施例，而不是全部实施例。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示例性地示出了根据本发明的龙门架搬运系统的结构示意图；
图2示例性地示出了根据本发明的龙门架搬运系统的控制方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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做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。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
为了解决纱团成型后运送至输送线的过程中过度消耗人力和时间的技术问题，本发明提供了一种龙门架搬运系统及其控制方法。通过纱团搬运起始位置与输送线之间设置三种彼此互相垂直、且传动连接的轨道，并且三种轨道的移动范围覆盖纱团搬运起始位置和一定长度的输送线；并在轨道上设置气缸抓手，用以抓取和放置纱团；而且在输送线旁还设置有临时摆放架，作为输送线忙碌时纱团的临时中转站。在输送线旁或者上方的某个位置处设置空位检测仪，用以检测输送线上是否存在空位，并将信号传输回控制器，以便控制器控制三种轨道和气缸抓手的移动来搬运纱团。例如，输送线上有空位存在时，该龙门架搬运系统直接将纱团搬运至输送线上的相应空位处；当输送线满载，即不存在空位时，控制器控制轨道和气缸的运行将纱团暂时搬运至临时摆放架，直到空位出现后，再搬运至该空位，然后才会执行下一个搬运任务。
下面结合附图，对根据本发明所提供的龙门架搬运系统及其控制方法进行详细说明。
图1示出了该龙门架搬运系统的一种实施例的结构示意图。参照图1所示，该龙门架搬运系统包括运输设备10、气缸抓手11、控制器12和空位检测仪13，其中，运输设备10用以在目标纱团的初始位置和要摆放的位置之间行进，气缸抓手11用以抓取和放置目标纱团；控制器12用以接收和发生信号，对运输设备10和气缸抓手11的动作进行控制；空位检测仪13则专用于检测输送线20上的空位信号，并传输给控制器12。气缸抓手11与运输设备10固定连接，通过运输设备10的行进和停止来带动气缸抓手11的行进和停止，从而实现对目标纱团的搬运；空位检测仪13和气缸抓手11均与控制器12电连接，通过控制器12对空位信号进行处理，并控制气缸抓手11的抓取和放置动作。
具体地，运输设备10包括横轨101、两条纵轨102、立轨103、X轴电机104、Y轴电机105以及Z轴电机106。其中，横轨101的两端分别与两条纵轨102传动连接，两条纵轨102互相平行设置，且均与水平面平行设置，横轨101可以沿纵轨102的延伸方向往复运动；立轨103的第一端与横轨101传动连接，使得立轨103可以沿横轨101的延伸方向做往复运动，并且，立轨103还可以通过与横轨101的连接而沿立轨103的延伸方向做上下往复运动；立轨103的第二端与气缸抓手11固定连接，可以通过横轨101和立轨103的运动带动气缸抓手11行进。横轨101、两条纵轨102和纵轨103所覆盖的运行范围，包括搬运目标30(例如，目标纱团)的搬运起始位置和预定长度的输送线20。
其中，X轴电机104与横轨101传动连接，用以控制立轨103沿横轨101延伸方向的往复运行；两条纵轨102均与Y轴电机105传动连接，用以控制横轨101沿纵轨102的延伸方向的往复运行；立轨103与Z轴电机106传动连接，用以控制立轨103通过横轨101沿立轨103的延伸方向的往复运行；并且，X轴电机104、Y轴电机105以及Z轴电机106均与控制器12电连接，通过控制器12来控制X轴电机104、Y轴电机105和Z轴电机106的运转，从而实现横轨101、纵轨102和立轨103之间的运行，以达到带动气缸抓手11到达不同位置实现搬运的目的。
另外，该龙门架搬运系统还包括临时摆放架14，临时摆放架14位于运输设备10的覆盖区域内，例如，可以设置在输送线20的旁边，但不得妨碍输送线20以及运输设备10的运行。
具体地，在本发明的龙门架搬运系统中，空位检测仪13可以为光电开关，并且该光电开关与控制器12电连接。通过对光束的遮挡和反射来检测输送线20上是否存在空位，并将信号反馈至控制器12进行处理、运算，以控制龙门架搬运系统的下一步动作。
本发明还提供了根据以上内容所述的龙门架搬运系统的控制方法，图2示出了该龙门架搬运系统的控制方法的一种实施例的流程图。参照图2所示，该控制方法包括：
S10)控制器12提取搬运序列中存放时间最长的搬运信号；
S20)控制器12获取空位检测仪13的检测结果；
S30)当检测结果为存在空位时，控制器12标记此时空位检测仪13对应的输送线20上的空位为目标空位，并根据输送线20的输送速度、搬运信号对应的搬运起始位置确定运输设备10完成针对该目标空位的一次搬运的运行程序，例如，针对该目标空位的一次搬运的搬运轨迹、搬运速度等；
S40)控制器12根据运行程序控制运输设备10运行，使气缸抓手11到达搬运信号对应的搬运起始位置，获取搬运目标30，向目标空位运行，并控制气缸抓手11将搬运目标30摆放至目标空位；
S50)控制器12取消该目标空位的标记，并提取搬运序列中的下一个搬运信号，返回步骤S20)依次进行处理。
另外，该控制方法还包括：
S31)当空位检测仪13的检测结果为不存在空位时，控制器12根据搬运信号对应的搬运起始位置和临时摆放架14的位置确定运输设备10针对临时摆放架14的一次运行程序，例如，搬运信号对应的搬运起始位置和临时摆放架14之间的运行轨迹；并根据该一次运行程序控制运输设备10运行，使气缸抓手11到达搬运信号对应的搬运起始位置获取搬运目标30，并运行至临时摆放架14的位置，控制气缸抓手11将搬运目标30摆放至临时摆放架14上。
具体地，该控制方法还包括：
当气缸抓手11将搬运目标30摆放至临时摆放架14后：
S32)控制器12实时接收空位检测仪13的检测结果，直到检测结果为有空位；
S33)控制器12标记此时空位检测仪13对应的输送线20上的空位为目标空位，并根据输送线20的输送速度、临时摆放架14的位置确定运输设备10完成针对该目标空位的二次运行程序，例如，临时摆放架14与该目标空位之间的搬运轨迹、搬运速度等；
S34)控制器12根据该二次运行程序控制运输设备10运行，使气缸抓手11到达临时摆放架14的位置获取搬运目标30，向目标空位运行，并控制气缸抓手11将搬运目标30摆放至该目标空位；
S35)控制器12取消该目标空位的标记，并提取搬运序列中的下一个搬运信号，返回步骤S20)依次进行处理。
具体地，控制运输设备10运行包括：控制器12依次控制X轴电机104、Y轴电机105以及Z轴电机106运转，依次带动横轨101沿两条纵轨102运行、立轨103沿横轨101左右运行以及立轨103沿自身延伸方向的上下运行，从而带动气缸抓手11运行。
具体地，输送线20的输送速度的检测和传输可以通过编码器来实现。例如，通过在输送线20旁设置编码器(图中未示出)检测其线速度，并将该线速度转换为电信号传输给控制器12进行处理。
实施例1
S10)控制器12提取搬运序列中存放时间最长的搬运信号；
S20)控制器12获取空位检测仪13的检测结果和编码器传送的输送线的输送速度信息；
S30)控制器12标记此时空位检测仪13对应的输送线20上的空位为目标空位，并根据输送线20的输送速度、搬运信号对应的搬运起始位置确定运输设备10完成针对该目标空位的一次搬运的运行程序，包括搬运轨迹以及搬运速度；
S40)控制器12根据运行程序依次控制X轴电机104、Y轴电机105以及Z轴电机106运转，依次带动横轨101沿两条纵轨102运行、立轨103沿横轨101左右运行以及立轨103沿自身延伸方向的上下运行，从而带动气缸抓手11运行，使气缸抓手11到达搬运信号对应的搬运起始位置，获取搬运目标30，向目标空位运行，并控制气缸抓手11将搬运目标30摆放至目标空位；
S50)控制器12取消该目标空位的标记，并提取搬运序列中的下一个搬运信号，返回步骤S20)依次进行处理。
实施例2
S10)控制器12提取搬运序列中存放时间最长的搬运信号；
S20)控制器12获取空位检测仪13的检测结果；
S31)控制器12根据搬运信号对应的搬运起始位置和临时摆放架14的位置确定运输设备10针对临时摆放架14的一次运行程序，包括搬运信号对应的搬运起始位置和临时摆放架14之间的搬运轨迹；并根据该一次运行程序按照预定速度依次控制X轴电机104、Y轴电机105以及Z轴电机106运转，依次带动横轨101沿两条纵轨102运行、立轨103沿横轨101左右运行以及立轨103沿自身延伸方向的上下运行，从而带动气缸抓手11运行，使气缸抓手11到达搬运信号对应的搬运起始位置获取搬运目标30；并运行至临时摆放架14的位置后，控制气缸抓手11将搬运目标30摆放至临时摆放架14上。
S32)控制器12实时接收空位检测仪13的检测结果，直到检测结果为有空位，并获取编码器检测到的输送线20的输送速度；
S33)控制器12标记此时空位检测仪13对应的输送线20上的空位为目标空位，并根据输送线20的输送速度、临时摆放架14的位置确定运输设备10完成针对该目标空位的二次运行程序，包括临时摆放架14与该目标空位之间的搬运轨迹以及搬运速度；
S34)控制器12根据二次运行程序依次控制X轴电机104、Y轴电机105以及Z轴电机106运转，依次带动横轨101沿两条纵轨102运行、立轨103沿横轨101左右运行以及立轨103沿自身延伸方向的上下运行，从而带动气缸抓手11运行，使气缸抓手11到达临时摆放架14的位置获取搬运目标30，然后向该目标空位运行，并控制气缸抓手11将搬运目标30摆放至该目标空位；
S35)控制器12取消该目标空位的标记，并提取搬运序列中的下一个搬运信号，返回步骤S20)依次进行处理。
根据本发明所提供的龙门架搬运系统及其控制方法来控制完成络纱的纱团到达输送线的搬运过程，不仅能够降低工人的劳动强度、减少人力劳动，该过程完全实现机械自动化，能够有效减少搬运环节的时间，提高生产效率，同时，采用气缸抓手抓取纱团可以有效避免人工搬运纱团时对纱团料袋以及纱线的损伤。
上面描述的内容可以单独地或者以各种方式组合起来实施，而这些变型方式都在本发明的保护范围之内。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包含一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个…”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种龙门架搬运系统，其特征在于，所述龙门架搬运系统包括运输设备(10)、气缸抓手(11)、控制器(12)、空位检测仪(13)，其中，所述气缸抓手(11)与所述运输设备(10)固定连接，所述空位检测仪(13)和所述气缸抓手(11)均与所述控制器(12)电连接；
并且其中，所述运输设备(10)包括横轨(101)、两条纵轨(102)、立轨(103)、X轴电机(104)、Y轴电机(105)以及Z轴电机(106)，所述横轨(101)的两端分别与所述两条纵轨(102)传动连接，所述两条纵轨(102)互相平行设置，且均与水平面平行设置，所述立轨(103)的第一端与所述横轨(101)传动连接，所述立轨(103)的第二端与所述气缸抓手(11)固定连接；所述X轴电机(104)与所述横轨(101)传动连接，所述两条纵轨(102)均与所述Y轴电机(105)传动连接，所述立轨(103)与所述Z轴电机(106)传动连接，且所述X轴电机(104)、所述Y轴电机(105)以及所述Z轴电机(106)均与所述控制器(12)电连接；
并且其中，所述龙门架搬运系统还包括临时摆放架(14)，所述临时摆放架(14)位于所述运输设备(10)的覆盖区域内。
2.如权利要求1所述的龙门架搬运系统，其特征在于，所述空位检测仪(13)为光电开关，所述光电开关与所述控制器(12)电连接，检测并发送输送线(20)上的空位信号。
3.一种如权利要求1或2所述的龙门架搬运系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：
S10)所述控制器(12)提取搬运序列中存放时间最长的搬运信号；
S20)所述控制器(12)获取所述空位检测仪(13)的检测结果；
S30)当检测结果为存在空位时，所述控制器(12)标记此时所述空位检测仪(13)对应的输送线(20)上的空位为目标空位，并根据输送线(20)的输送速度、所述搬运信号对应的搬运起始位置确定所述运输设备(10)完成针对所述目标空位的一次搬运的运行程序；
S40)所述控制器(12)根据所述运行程序控制所述运输设备(10)运行，使所述气缸抓手(11)到达所述搬运信号对应的搬运起始位置，获取搬运目标(30)，向所述目标空位运行，并控制所述气缸抓手(11)将搬运目标(30)摆放至所述目标空位；
S50)所述控制器(12)取消该目标空位的标记，并提取搬运序列中的下一个搬运信号，返回步骤S20)依次进行处理。
4.如权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
S31)当所述空位检测仪(13)的检测结果为不存在空位时，所述控制器(12)根据所述搬运信号对应的搬运起始位置和所述临时摆放架(14)的位置确定所述运输设备(10)针对所述临时摆放架(14)的一次运行程序，并根据所述一次运行程序控制所述运输设备(10)运行，使所述气缸抓手(11)到达所述搬运信号对应的搬运起始位置获取搬运目标(30)，并运行至所述临时摆放架(14)的位置，控制所述气缸抓手(11)将搬运目标(30)摆放至所述临时摆放架(14)。
5.如权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
所述气缸抓手(11)将搬运目标(30)摆放至所述临时摆放架(14)后：
S32)所述控制器(12)实时接收所述空位检测仪(13)的检测结果，直到所述检测结果为有空位；
S33)所述控制器(12)标记此时所述空位检测仪(13)对应的输送线(20)上的空位为目标空位，并根据输送线(20)的输送速度、所述临时摆放架(14)的位置确定所述运输设备(10)完成针对所述目标空位的二次运行程序；
S34)所述控制器(12)根据所述二次运行程序控制所述运输设备(10)运行，使所述气缸抓手(11)到达所述临时摆放架(14)的位置获取搬运目标(30)，向所述目标空位运行，并控制所述气缸抓手(11)将搬运目标(30)摆放至所述目标空位；
S35)所述控制器(12)取消该目标空位的标记，并提取搬运序列中的下一个搬运信号，返回步骤S20)依次进行处理。
6.如权利要求3-5中任一项所述的控制方法，其特征在于，所述控制所述运输设备(10)运行包括：
所述控制器(12)依次控制所述X轴电机(104)、所述Y轴电机(105)以及所述Z轴电机(106)运转，依次带动所述横轨(101)沿所述两条纵轨(102)运行、所述立轨(103)沿所述横轨(101)左右运行以及所述立轨(103)上下运行，从而带动所述气缸抓手(11)运行。
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