CN107381231A - 一种络筒插纱机器人及其插纱方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种络筒插纱机器人，包括整理装置、设有抓手的抓取装置和基座，整理装置用于整理管纱，使得管纱的大小头按照设定方位排布；抓取装置用于抓取整理后的管纱，提取管纱线头，然后将管纱插入络筒机纱库的空管位中,以及将管纱线头喂入络筒机纱库的吸口中，确保络筒机纱库随时有管纱补充，满足该工位的连续络筒；整理装置和抓取装置分别连接在基座上。该络筒插纱机器人可以实现在络筒工序中自动提取管纱线头和向络筒机纱库空管位中插入管纱，取代人工操作。

Description

一种络筒插纱机器人及其插纱方法

技术领域

本发明涉及一种络筒插纱机器人，用于在细纱络筒过程中，通过络筒插纱机器人完成对络筒机纱库管纱的补充。

背景技术

中国是纺织大国。纺织行业用人最多的是纺纱工序。纺纱用人最多的分别是环锭纺（俗称“细纱”）工序、络筒工序，其中络筒工序占整个纺纱厂用人的40%左右。这些用人分别是细纱工序的落纱环节，络筒工序的插纱环节。目前国内外络筒工序的插纱环节，基本还是采用工人往返络筒机巡找纱库中的空管位，拿取管纱并找出管纱线头、向纱库空管位中插入管纱的方式，依次重复，劳动强度大、效率很低，工人还很容易落下职业病。

发明内容

技术问题：本发明所要解决的技术问题是：提供一种络筒插纱机器人及其插纱方法，该络筒插纱机器可以取代人工，实现在络筒工序中自动提取管纱线头，向纱库空管位中插入管纱。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供实施了以下技术方案：

第一方面，本实施例提供一种络筒插纱机器人，包括整理装置、设有抓手的抓取装置和基座，整理装置用于整理管纱，使得管纱的大小头按照设定方位排布；抓取装置用于抓取整理后的管纱，提取管纱线头，然后将管纱插入纱库空管位中，并将管纱线头喂入络筒机纱库的吸口中；整理装置和抓取装置分别连接在基座上。

结合第一方面，作为第一种可能实施的方案，所述的整理装置为两套，两套整理装置均位于抓取装置的工作范围内。

结合第一方面的第一种可能实施的方案，作为第二种可能实施的方案，所述的两套整理装置位于抓取装置的两侧。结合第一方面，作为第三种可能实施的方案，所述的络筒插纱机器人，还包括行走装置，行走装置与基座连接，行走装置用于带动基座移动。结合第一方面、第一种可能实施的方案、第二种可能实施的方案或者第三种可能实施的方案，作为第四种可能实施的方案，所述的整理装置包括管纱存储箱和整理机构，管纱存储箱和整理机构分别固定连接在基座上，整理机构的进口与管纱存储箱的出口相连，整理机构的出口位于抓取装置的工作范围内。结合第一方面的第四种可能实施的方案，作为第五种可能实施的方案，所述的整理装置还包括传送装置，传送装置的一端与管纱存储箱的出口相连，传送装置的另一端与整理机构的进口相连。第二方面，本实施例提供一种络筒插纱机器人的插纱方法，该方法包括以下过程：步骤11）利用抓取装置抓取管纱，并提取该管纱线头；步骤12）利用抓取装置将管纱插入纱库的空管位中，并将管纱线头喂入纱库的吸口中。

结合第二方面，作为第一种可能实施的方案，在所述的步骤11）之前进行以下步骤10）：检测络筒插纱机器人当前所处位置对应的络筒机纱库是否有空管位需要补充，如果有，则进入步骤11）；如果没有，则行至下一络筒机纱库，继续检测该纱库中是否有空管位需要补充。

结合第二方面的第一种可能实施的方案，作为第二种可能实施的方案，所述的络筒插纱机器人的插纱方法，还包括步骤13）：进入下一纱库，并返回步骤10），直至停止工作。

结合第二方面的第二种可能实施的方案，作为第三种可能实施的方案，所述的络筒插纱机器人沿着络筒机往复工作。

结合第二方面，作为第四种可能实施的方案，在所述的步骤10）之前进行以下步骤10）：检测络筒机纱库是否有空管位需要补充，如果有，则将空管位信息传递给络筒插纱机器人，络筒插纱机器人获取信息后，移动到该空管位前。

结合第二方面，作为第五种可能实施的方案，所述的步骤30）中，利用抓取装置，先将管纱插入空管位中，然后将管纱线头喂入纱库的吸口中。

结合第二方面，作为第六种可能实施的方案，所述的络筒插纱机器人的插纱方法，还包括以下步骤：对管纱进行整理，区分管纱的大小头，使得管纱按照设定方位进行排布，并且排布整理后的管纱位于抓取装置的工作范围内。

结合第二方面以及第一种至第六种可能实施的方案，作为第七种可能实施的方案，所述的络筒插纱机器人的插纱方法，还包括以下步骤：所述的络筒插纱机器人根据当前所处工位对应的纱库中的空管位数量，连续将管纱插入纱库的所有空管位中，并将管纱线头喂入纱库的吸口中。

有益效果：与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：本发明实施例的络筒插纱机器人可以实现自动插纱的功能，免去人工插纱带来的劳动强度大和低效率。该实施例的络筒插纱机器人包括整理装置和抓取装置。整理装置用于整理管纱，使得管纱的大小头按照设定方位排布。抓取装置用于抓取整理后的管纱，提取管纱线头，然后将管纱插入纱库空管位中，并将管纱线头喂入络筒机纱库的吸口中。通过设置整理装置和抓取装置，实现了自动插纱工序。相对于现有技术中络筒插纱工人频繁往返络筒机工作区域以及人工寻找线头、插纱的工作，本发明实施例降低络筒插纱环节的劳动强度，提升设备的自动化和智能化水平。

附图说明

图1是本发明实施例络筒插纱机器人的结构示意图；

图2是络筒机纱库的结构示意图。

图中有：整理装置1、抓取装置2、基座3、行走装置4、管纱存储箱101、整理机构102、传送装置103、吸口5、空管位6。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明实施例进行详细的说明。

如图1所示，本发明实施例的一种络筒插纱机器人，包括整理装置1、设有抓手的抓取装置2和基座3。整理装置1用于整理管纱，使得管纱的大小头按照设定方位排布。管纱的大小头按照设定方位排布是指：排布后的管纱的大头方向一致，小头方向一致。抓取装置2用于抓取整理后的管纱，提取管纱线头，然后将管纱插入纱库空管位中，并将管纱线头喂入络筒机纱库的吸口中。根据实际情况，抓取装置2可以先将管纱插入络筒机纱库空管位中，然后将管纱线头喂入络筒机纱库的吸口中；也可以先将管纱线头喂入络筒机纱库的吸口中，然后将管纱插入络筒机纱库空管位中。整理装置1整理后的管纱位于抓取装置2的工作范围内，否则抓取装置2不能抓取排布后的管纱。整理装置1和抓取装置2分别连接在基座3上。

上述实施例的络筒插纱机器人可以实现自动插纱的功能，免去人工插纱带来的高强度和低效率。该实施例的络筒插纱机器人包括整理装置1和抓取装置2。整理装置1用于整理管纱，使得管纱的大小头按照设定方位排布。管纱的一端直径较大，另一端直径较小。本领域中，将管纱直径较大的一端成为大头，直径较小的一端成为小头。当抓取装置2抓取管纱时，如果管纱大小头排布不一致，则需要抓取装置2去识别管纱的大小头，且还需要根据识别结构，调整抓取装置2中抓手的旋转角度。因此，为了高效作业，在抓取装置2抓手抓取管纱之前，管纱的大小头就已按照设定方位排布，例如，小头朝上，大头朝下。这样，当需要抓取管纱时，直接利用抓取装置2抓手抓取管纱即可。整理装置1的作用就在于整理管纱，使得管纱的大小头按照设定方位排布。这样，经过整理装置1整理之后，管纱的大小头就已按照设定方位排布。

本实施例中抓取装置2和整理装置1可以采用多种现有机构。

例如，抓取装置2可采用水平关节型机器人、直交机器人、串联式机器人、并联式机器人等工业机器人。只要抓取装置2能够实现抓取整理后的管纱，提取管纱线头，然后将管纱插入纱库空管位中，并将管纱线头喂入络筒机纱库的吸口中即可。

例如，所述的整理装置1包括管纱存储箱101和整理机构102。管纱存储箱101和整理机构102分别固定连接在基座3上，整理机构102的进口与管纱存储箱101的出口相连，整理机构102的出口位于抓取装置2的工作范围内。利用整理机构102整理管纱，使得管纱大头一端朝向相同，小头一端朝向相同。整理机构102可采用现有设备，例如，中国专利申请号：CN201220148305.3，中国专利申请号： CN201520120248.1公布的两种理管机机构。只要整理机构102能够实现将管纱大小头按照设定方位进行排布即可用于本发明实施例中。

又例如，所述的整理装置1包括管纱存储箱101、整理机构102和传送装置103，传送装置103的一端与管纱存储箱101的出口相连，传送装置103的另一端与整理机构102的进口相连。通过设置传送装置103，使得管纱存储箱101中的管纱能够自动被传送到整理机构102中。作为优选，当设置传送装置103时，管纱存储箱101出口位于整理机构102进口的下方。

本领域技术人员根据上述描述，能够容易想到的，经过非创造性劳动即可提供的整理装置1和抓取装置2的结构，只要整理装置1能够实现整理管纱，使得管纱的大小头按照设定方位排布的功能，抓取装置2能够实现抓取整理后的管纱，提取管纱线头，将管纱插入络筒机纱库空管位中，然后将管纱线头喂入络筒机纱库的吸口中的功能，皆属于本专利的保护范围。

作为上述实施例的进一步改进，所述的整理装置1为两套，两套整理装置1均位于抓取装置2的工作范围内。两套整理装置1整理后的管纱均位于抓取装置2抓手的工作范围内。在纺纱领域中，常常会出现一台络筒机上进行两种不同品种纱线的络筒工作。这样，就需要在同台络筒机对应的纱库中填充不同品种管纱。因此，本优选例设置两套整理装置1，每套整理装置1对应一个品种管纱。在一套整理装置1整理管纱后，且被抓取装置2抓取插入纱库空管位中后，另一套整理装置2对另一个品种管纱进行整理。两套整理装置可以实现各自连续工作。如果该络筒插纱机器人只设置一套整理装置1时，不同品种管纱更换时需清理管纱存储箱101，影响络筒插纱机器人工作效率。因此，当需要对两个品种以上的管纱进行络筒时，设置两套整理装置1，相对于设置一套整理装置，可以进一步提高工作效率。当然，设置一套整理装置也可以对两个以上品种管纱进行整理工作。

当设置两套整理装置1时，将两套整理装置1设置在抓取装置2的两侧。当设置两套整理装置1时，抓取装置2仍然为一个。为便于抓取装置2的工作，将两套整理装置1设置在抓取装置2的两侧。两套整理装置1均位于抓取装置2抓手的工作范围内。

作为上述实施例的进一步改进，络筒插纱机器人还包括行走装置4，行走装置4与基座3连接，行走装置4用于带动基座3移动。设置行走装置，可以实现其带动基座3行走。在工作过程中，络筒插纱机器人需要沿着络筒机行走，将管纱插入空管位中。只要能够实现带动基座3行走的行走装置4结构，皆属于本发明的保护范围。行走装置4可以采用AGV(对应英文：Automated Guided Vehicle；对应中文：自动导引运输车)机构，或者设置车轮，采用人工助力的方式推动行走。

本发明实施例还提供一种络筒插纱机器人的插纱方法，包括以下过程：步骤11）利用抓取装置抓取管纱，并提取该管纱线头；步骤12）利用抓取装置将管纱插入纱库空管位中，并将管纱线头喂入纱库的吸口中。

如图2所示，络筒机纱库中设有空管位6和吸口5。抓取装置抓取管纱插入空管位6中，并将该管纱线头喂入吸口5中。

相比较现有的人工插纱，上述实施例的方法能够实现自动插纱。该方法首先由抓取装置抓取管纱，并提取管纱线头，然后将管纱插入纱库空管位中，并将管纱线头喂入络筒机纱库的吸口中。该实施例的方法，无需人工拿取管纱和寻找线头，而是利用抓取装置抓取管纱和提取线头，实现了自动化，提高了工作效率。

在上述实施例方法进行插纱时，需要判断空管位。本优选例提供两种方法。第一种方法是：在所述的步骤11）之前进行以下步骤10）：检测络筒插纱机器人当前所处位置对应的络筒机纱库是否有空管位需要补充，如果有，则进入步骤11）；如果没有，则行至下一络筒机纱库，继续检测该纱库中是否有空管位需要补充。该方法利用络筒插纱机器人自身所带的检测装置进行检测。络筒插纱机器人在行走过程中检测是否有空管位需要补充。当检测到有空管位时，则进行后续的插纱工作。同时，在插纱工作结束后，进入下一纱库，并返回步骤10），直至停止工作。如果没有检测到有空管位，则进入下一库位继续检测。作为优选，络筒插纱机器人沿着络筒机纱库往复工作。当络筒插纱机器人从络筒机的头部行走到络筒机尾部后，再从络筒机的尾部行走到络筒机的头部，以此路径往复行走，以提高工作效率。

第二种方法是：在所述的步骤10）之前进行以下步骤10）：检测络筒机纱库是否有空管位需要补充，如果有，则将空管位信息传递给络筒插纱机器人，络筒插纱机器人收到信息后，移动至该纱库工位前。此步骤中的检测装置可以独立设置，也可以设置在络筒机上。该检测装置用于检测络筒机纱库是否有空管位需要补充。该检测装置可以为一个，也可以为多个。检测装置可以监控单个或多个纱库。当检测装置检测到络筒机纱库中有空管位时，将该信息传递给络筒插纱机器人。该信息中可以包含空管位的所处位置信息。络筒插纱机器人接收该信息后，移动到该空管位前，进行插纱工作。与第一种方法相比较，第二种方法中，络筒插纱机器人有针对性的直接运行至目标纱库完成插纱工作步骤。

由于管纱有大小头，因此在利用抓取装置抓取管纱之前，先用整理装置对管纱进行整理，区分管纱的大小头，使得管纱按照设定方位进行排布，并且排布整理后的管纱位于抓取装置的工作范围内。这样，抓取装置抓取整理后的管纱时，不需要再区分管纱大小头，默认管纱大小头的排布方位。这有利于提高抓取装置的工作效率。在上述实施例的方法中，作为优选，所述的步骤30）中，利用抓取装置，先将管纱插入空管位中，然后将线头喂入纱库的吸口中。如果先将线头喂入吸口中，有可能在插管纱的过程中造成线头脱离负压口。如果需要避免该情况，那么纱线头长度需要预留足够长。这又会产生纱线浪费。因此，本优选例先将管纱插入纱库空管位中，然后将线头喂入纱库吸口中。这样线头在吸口中根据需要自行脱圈补充长度。

在上述实施例的方法还包括以下步骤：所述的络筒插纱机器人根据当前所处工位对应的纱库中的空管位数量，连续将管纱插入纱库的所有空管位中，并将管纱线头喂入纱库的吸口中。通过该步骤实现了连续络筒的目的，有利于进一步提高络筒效率。通常一个纱库中可能存在多个空管位。络筒插纱机器人将一管纱插入纱库的一个空管位中，并将管纱线头喂入纱库的吸口后；再将另一管纱插入纱库的另一个空管位中，并将管纱线头喂入纱库的吸口；直至所有的空管位中都填满管纱。络筒插纱机器人将该纱库中所有空管位都填满管纱后，再进入下一个工位。这有利于提高络筒效率。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本领域的技术人员应该了解，本发明不受上述具体实施例的限制，上述具体实施例和说明书中的描述只是为了进一步说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护的范围由权利要求书及其等效物界定。

Claims (14)

1.一种络筒插纱机器人，其特征在于，所述的络筒插纱机器人包括整理装置（1）、设有抓手的抓取装置（2）和基座（3），整理装置（1）用于整理管纱，使得管纱的大小头按照设定方位排布；抓取装置（2）用于抓取整理后的管纱，提取管纱线头，然后将管纱插入纱库空管位中，并将管纱线头喂入络筒机纱库的吸口中；整理装置（1）和抓取装置（2）分别连接在基座（3）上。

2.按照权利要求1所述的络筒插纱机器人，其特征在于，所述的整理装置（1）为两套，两套整理装置（1）均位于抓取装置（2）的工作范围内。

3.按照权利要求2所述的络筒插纱机器人，其特征在于，所述的两套整理装置（1）位于抓取装置（2）的两侧。

4.按照权利要求1所述的络筒插纱机器人，其特征在于，还包括行走装置（4），行走装置（4）与基座（3）连接，行走装置（4）用于带动基座（3）移动。

5.按照权利要求1—4中任何一项所述的络筒插纱机器人，其特征在于，所述的整理装置（1）包括管纱存储箱（101）和整理机构（102），管纱存储箱（101）和整理机构（102）分别固定连接在基座（3）上，整理机构（102）的进口与管纱存储箱（101）的出口相连，整理机构（102）的出口位于抓取装置（2）的工作范围内。

6.按照权利要求5所述的络筒插纱机器人，其特征在于，所述的整理装置（1）还包括传送装置（103），传送装置（103）的一端与管纱存储箱（101）的出口相连，传送装置（103）的另一端与整理机构（103）的进口相连。

7.一种络筒插纱机器人的插纱方法，其特征在于：该方法包括以下过程：

步骤11）利用抓取装置抓取管纱，并提取该管纱线头；

步骤12）利用抓取装置将管纱插入纱库的空管位中，并将管纱线头喂入纱库的吸口中。

8.按照权利要求7所述的络筒插纱机器人的插纱方法，其特征在于：在所述的步骤11）之前进行以下步骤10）：检测络筒插纱机器人当前所处位置对应的络筒机纱库是否有空管位需要补充，如果有，则进入步骤11）；如果没有，则行至下一络筒机纱库，继续检测该纱库中是否有空管位需要补充。

9.按照权利要求8所述的络筒插纱机器人的插纱方法，其特征在于：还包括步骤13）：进入下一纱库，并返回步骤10），直至停止工作。

10.按照权利要求9所述的络筒插纱机器人的插纱方法，其特征在于：所述的络筒插纱机器人沿着络筒机往复工作。

11.按照权利要求7所述的络筒插纱机器人的插纱方法，其特征在于：在所述的步骤10）之前进行以下步骤10）：检测络筒机纱库是否有空管位需要补充，如果有，则将空管位信息传递给络筒插纱机器人，络筒插纱机器人获取信息后，移动到该空管位前。

12.按照权利要求7所述的络筒插纱机器人的插纱方法，其特征在于：所述的步骤30）中，利用抓取装置，先将管纱插入空管位中，然后将管纱线头喂入纱库的吸口中。

13.按照权利要求7所述的络筒插纱机器人的插纱方法，其特征在于：还包括以下步骤：对管纱进行整理，区分管纱的大小头，使得管纱按照设定方位进行排布，并且排布整理后的管纱位于抓取装置的工作范围内。

14.按照权利要求7至13中任何一项所述的络筒插纱机器人的插纱方法，其特征在于：还包括以下步骤：所述的络筒插纱机器人根据当前所处工位对应的纱库中的空管位数量，连续将管纱插入纱库的所有空管位中，并将管纱线头喂入纱库的吸口中。