CN107904834B - 染布脱水全自动化系统 - Google Patents

Abstract

本发明申请提供一种染布脱水全自动化系统，包括脱水机、机械手装置和染布运输设备，机械手装置设置在脱水机旁，所述的脱水机内设有用于夹持布料的夹具，所述夹具设置在脱水机缸体内的中央柱的顶部，所述的机械手装置包括支柱、柱轴、横轴和纵轴，机械手装置以支柱设置在脱水机缸体的旁边，所述的柱轴、横轴和纵轴分别可以在互相垂直的三个方向上作直线运动，用于传输染布的染布运输设备设置在机械手支柱上，能够实现染布脱水的生产流程的全自动化。

Description

染布脱水全自动化系统

技术领域

本发明申请涉及一种染布脱水全自动化系统，是对染布脱水工序的技术改进，属于纺织印染设备技术领域。

背景技术

在染布行业中，操作人员将一条很长的布匹，引入一台溢流染色机内，然后将布匹的头尾两端连结，形成一条无端连续绳圈状的布匹，以便在染色机内进行循环喷染。在完成喷染工序时，染布本身是满载着染液的，所以下一个工序是将染液从染布中分离。最普遍的方法是使用旋转离心式脱水机将头尾两端分开了的染布高速旋转，利用旋转时所产生的离心力，将染布上多余的染液抽榨出来。这样一方面可以回收染液使用，另一方面亦有利运输较干和较轻的染布到下一阶段处理。

但是目前装卸染布出入脱水机的运作工序比较人力化和耗时的，这是因为操作人员要把染布的两端分别固定在离心缸的中央柱上，然后才可关闭离心缸的缸盖，进行脱水流程。在脱水过程中，离心力会令染布缠绕和折叠在一起，同时离心力亦会令染布紧贴在离心缸的缸壁上，故此染布的头尾两端必须分别固定在离心缸的中央柱上，否则脱水完毕后便要耗费额外时间和人力，将染布的两端从离心缸内寻回。可以理解的是，在脱水后也是需要将染布的头尾两端从中央柱上解开, 因此装卸染布出入脱水机的工序是十分吃力和耗时的，严重影响生产效率和经济效益。

随着科技的犮展以及国家对自动化的积极推动，作为其中一个重要生产工业的染整机械已被列入工业自动化的重点项目，染布脱水的操作技术问题是为首要破解的一部份，以机电自动控制代替人手去处理，能大大提升生产效率和经济效益。

发明内容

本发明申请的目的是为了解决上述染布脱水过程耗费人力和时间问题，提供一套染布脱水系统，能够实现染布脱水的生产流程的全自动化。

具体而言，本发明申请所述的染布脱水全自动化系统，包括脱水机、机械手装置和染布运输设备，机械手装置设置在脱水机旁，所述的脱水机内设有用于夹持布料的夹具，所述夹具设置在脱水机缸体内的中央柱的顶部，所述的机械手装置包括支柱、柱轴、横轴和纵轴，机械手装置以支柱设置在脱水机缸体的旁边，所述的柱轴、横轴和纵轴分别可以在互相垂直的三个方向上作直线运动，用于传输染布的染布运输设备设置在机械手支柱上。

进一步的，所述的机械手的柱轴包括夹具销、机械钳、夹具销气缸和机械钳气缸。

更进一步的，所述的夹具销设置在机械手的柱轴的轴端，机械手可令夹具销准确地对正脱水机内夹具的钳隙，跟着再控制夹具销气缸，便可令夹具销推入夹具的钳隙，从而将夹具张开。

更进一步的，所述的夹具销的前端设计成楔形，而脱水机内夹具的钳口边亦设计有倒棱斜角，所以夹具销很容易插入钳隙内。

更进一步的，所述的机械钳设置在机械手的柱轴的轴端, 通过机械钳气缸，便可控制机械钳的开合。所述的机械钳用来夹紧染布的头端或尾端，好让机械手能将染布的头端或尾端带到夹具的钳隙内。

更进一步的，所述的机械钳同时用来夹紧染布的头端或尾端，让机械手能将染布的头端或尾端在虎口钳与染布运输设备之间穿梭运送。

进一步的，所述的脱水机为离心式脱水机。

更进一步的，所述的脱水机的缸体包括一个以气缸控制开合的缸盖。

进一步的，所述的夹具包括头端夹板、固定夹板和尾端夹板，用来夹持染布的头端和尾端。

更进一步的，所述的夹具设有压力弹簧，令头端夹板与固定夹板的接触面以及尾端夹板与固定夹板的接触面分别构成虎口钳，用来将染布的头端和尾端夹紧，令染布的头端和尾端可固定在中央柱顶部。

再进一步的，所述的压力弹簧的数量为四条，头端夹板与固定夹板的接触面以及尾端夹板与固定夹板的接触面各用两条，压力能平均分配在虎口钳上,压力弹簧的大小和圈数是视乎所需的夹力而设计。

更进一步的，所述的夹具亦装有传感器，传感器与控制系统连接，令机械手装置能分辨尾端虎口钳及头端虎口钳及其钳口位置。

进一步的，所述的染布运输设备包括前提布滚筒、后提布滚筒、前导布叉、后导布叉和提布滚筒驱动器。

更进一步的，所述提布滚筒驱动器包括电马达、变速波箱和皮带/齿链。

更进一步的，所述的前提车滚筒和后提布滚筒是由提布滚筒驱动器、电马达、变速波箱和皮带/齿链所带动，其功能是将染布从染布运输车运到脱水机旁边，当改变电马达的转向时，便又可将脱水后的染布从脱水机运回染布运输车上。

更进一步的，所述的前导布叉和后导布叉是用来限位染布的运送移动，令染布可保持不断由提布滚筒带动,不致脱轨。

更进一步的，所述的前导布叉和后导布叉上也装有传感器，用来侦测染布的布端，以便控制机械手去钳取染布的头端或尾端。

所述的染布脱水运作程序，是使用数码电算机程序设计系统，配合适当的传感器，作同步控制进行。

本发明申请所述的染布脱水全自动化系统，实现了以机电自动控制代替人手去处理染布在脱水机内的入布与出布工序，能大大提升生产效率和经济效益。

附图说明

图1是本发明申请所述的染布脱水全自动化系统立体示意图;

图2是本发明申请所述的染布脱水全自动化系统的离心缸立体切面图;

图3是本发明申请所述的染布脱水全自动化系统的夹具放大图;

图4是本发明申请所述的染布脱水全自动化系统的钳口打开示意图;

图5是本发明申请所述的染布脱水全自动化系统的染布两端夹在中央柱上示意图;

其中，1为脱水机，2为缸盖，3为柱轴，4为横轴，5为纵轴，6为夹具销，7为机械钳，8为后导布叉，9为前导布叉，10为提布滚筒驱动器，11为前提布滚筒，12为后提布滚筒，13为染布，14为支柱，15为机械钳气缸，16为夹具销气缸，17为头端夹板，18为尾端夹板，19为中央柱，20为固定夹板，21为压力弹簧，22为头端虎口钳，23为尾端虎口钳、131为染布头端、132为染布尾端。

实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明申请所述的技术方案进行非限制性的描述。

如图1所示，本发明申请所述的染布脱水全自动化系统，包括脱水机1，脱水机1的缸体上设有缸盖2，缸盖2的开合由气缸自动装置操作；机械手装置的柱轴3、横轴4和纵轴5装配在机械手支柱14上，可提供X-Y-Z轴的同步移动动作。后导布叉8、前导布叉9、提布滚筒驱动器10、前提布滚筒11、和后提布滚筒12组成一套染布运输设备，装置在机械手支柱14上。染布运输设备作用是将染布13从染布车运到脱水机1的旁边。改变提布滚筒驱动器10的转向时，便可将脱水后的染布13从脱水机1运回染布车上。前导布叉9和后导布叉8是用来限位染布13的移动，令染布13保持受提布滚筒11和12带动, 不致脱轨。前导布叉9和后导布叉8装有传感器，用来侦测染布13的布端，以便控制机械手去钳取布头端或布尾端。

如图1-4所示, 脱水机1内设有中央柱19，中央柱19的顶部设有头端夹板17、尾端夹板18和固定夹板20。头端夹板17和尾端夹板18各装有两条压力弹簧21，构成头端虎口钳22和尾端虎口钳23。机械手的柱轴3装有夹具销6、机械钳7、机械钳气缸15和夹具销气缸16，这四个部件均是装置在机械手柱轴3的下端位置。机械手的三轴动作可令夹具销6对准虎口钳的钳隙，跟着再控制夹具销气缸16，便可将夹具销6推入虎口钳的钳隙，从而将虎口钳张开。

如图3 所示，夹具销6的前端是设计成楔形，而虎口钳22和23的钳口边亦设计有倒棱斜角，所以夹具销6能松容进入虎口钳的钳隙内。如图2 - 5所示，通过机械钳气缸15，可控制机械钳7的开合，从而控制机械钳7来夹紧染布13的头端131或尾端132。在完成染色程序时, 染色机操作人员会将先前连结一起的染布头尾两端分开， 然后将染布从染色机中拉出, 再透过染色机旁边的摆斗令染布作有序折迭地装载入运输车上。随后运输工人会将染布运输车推到前提布滚筒11的右边位置。

如图1 - 5所示，染布13的其中一端 (以下称为头端) 从运输车中拾起, 并放在后提布滚筒12的左边位置 （如图1所示），而染布13的前部份亦沿放在后提布滚筒12、后导布叉8、前导布叉9、和前提布滚筒11的上面（如图1所示）， 此时大部份的染布13仍然留在染布运输车内;机械手将机械钳7移动到染布13的头端131位置, 启动机械钳气缸15，将机械钳7夹紧染布13的头端。机械手倚靠夹具上的传感器讯号，将染布13的头端移动到中央柱19头端的虎口钳22的上方位置; 夹具销气缸16启动，将夹具销6推入头端虎口钳22的钳隙内，即等如将头端虎口钳22张开; 机械手将染布13的头端放入头端虎口钳22的钳隙内，夹具销气缸16关闭，即等如将夹具销6从头端虎口钳22的钳隙内退出，令头端虎口钳22闭合，结果是将染布13的头端夹紧在中央柱19的夹具上，机械钳气缸15关闭， 将机械钳7打开，机械手退到安全等候位置，染布运输设备启动反时针转向，将整匹染布13从染布运输车不断地带出，并引入离心缸内。当传感器侦测到染布13的尾端走出前提布滚筒11时， 染布运输设备会暂时停止。 机械手从安全等候位置移动到染布13的尾端位置，机械钳气缸15启动，令机械钳7夹紧染布13的尾端。机械手倚靠夹具上的传感器讯号，将染布13的尾端移动到中央柱19的尾端虎口钳23的上方位置; 夹具销气缸16启动，将夹具销6推入尾端虎口钳23的钳隙内，即等如将尾端虎口钳23张开机械手将染布13的尾端132放入尾端虎口钳23的钳隙内;夹具销气缸16关闭，即等如将夹具销6从尾端虎口钳23的钳隙内退出，令尾端虎口钳23闭合，结果是将染布13的尾端夹紧在中央柱19的夹具上; 机械钳气缸15关闭，令机械钳7放开; 机械手退到安全等侯位置; 离心缸缸盖气缸设备启动，令缸盖２盖合，离心机启动，进行脱水工序。

脱水工序完毕后，离心缸缸盖气缸设备启动，令缸盖2安全打开。机械手倚靠夹具上的传感器讯号，从安全等候位置移动到中央柱19的尾端虎口钳23的上方位置。 机械手再移动到染布13的尾端位置，机械钳气缸15启动，令机械钳7夹紧染布13的尾端，夹具销气缸16启动，将夹具销6推入尾端虎口钳23的钳隙内，即等如将尾端虎口钳23张开。机械手携带着染布13的尾端，沿着后提布滚筒12、后导布叉8、前导布叉9，将染布13的尾端带到前提布滚筒11的右边位置。机械钳气缸15关闭，机械钳7放开后令染布13的尾端放开, 预备将整匹染布交由染布运输设备引回运输车内。机械手倚靠夹具上的传感器讯号，令机械钳7移动至中央柱19的头端虎口钳22的上方位置，机械手再移动到染布13的头端位置，夹具销气缸16启动， 将夹具销6推入头端虎口钳22的钳隙内，即等如将头端虎口钳22张开，令染布13的头端不再夹紧在中心柱19的夹具上, 染布13的头端亦会掉落离心缸内。机械手退到安全等候位置，染布运输设备启动顺时针转向，将整匹染布13从脱水机内不断引带出来，最后运回染布运输车内。

此时染布脱水全自动化系统已完成了一个完整的脱水过程, 而脱水机、机械手和染布运输设备均是回复到最初的控制位置, 准备开始另一个新的脱水循环过程。

应该理解的是，上述内容包括附图均非对所述技术方案的限制，事实上，凡以相同或近似原理对所述技术方案进行的改进，包括结构的尺寸、形状、所用材质的改变，以及功能相似组件的替换，都在本发明申请所要求保护的技术方案之内。

Claims (7)

1.一种染布脱水全自动化系统，其特征在于：包括脱水机、机械手装置和染布运输设备，机械手装置设置在脱水机旁，所述的脱水机内设有用于夹持布料的夹具，所述夹具设置在脱水机缸体内的中央柱的顶部，所述的机械手装置包括支柱、柱轴、横轴和纵轴，机械手装置以支柱设置在脱水机缸体的旁边，所述的柱轴、横轴和纵轴分别可以在互相垂直的三个方向上作直线运动，用于传输染布的染布运输设备设置在机械手支柱上，所述脱水机内的夹具包括头端夹板、固定夹板和尾端夹板，用来夹持染布的头端和尾端，所述的夹具设有压力弹簧，令头端夹板与固定夹板的接触面以及尾端夹板与固定夹板的接触面分别构成虎口钳，用来将染布的头端和尾端夹紧，令染布的头端和尾端可固定在中央柱顶部，所述的夹具装有传感器，传感器与控制系统连接，令机械手装置能分辨尾端虎口钳及头端虎口钳及其钳口位置。

2. 根据权利要求1 所述的染布脱水全自动化系统，其特征在于：所述的机械手的柱轴包括夹具销、机械钳、夹具销气缸和机械钳气缸。

3. 根据权利要求2 所述的染布脱水全自动化系统，其特征在于：所述的夹具销设置在机械手的柱轴的轴端，机械手可令夹具销准确地对正脱水机内夹具的钳隙，跟着再控制夹具销气缸，便可令夹具销推入夹具的钳隙，从而将夹具张开。

4. 根据权利要求2 或3 所述的染布脱水全自动化系统，其特征在于：所述的机械钳设置在机械手的柱轴的轴端, 通过机械钳气缸，便可控制机械钳的开合。

5. 根据权利要求1 所述的染布脱水全自动化系统，其特征在于：所述的染布运输设备包括前提布滚筒、后提布滚筒、前导布叉、后导布叉和提布滚筒驱动器。

6. 根据权利要求5 所述的染布脱水全自动化系统，其特征在于：所述提布滚筒驱动器包括电马达、变速波箱和皮带/齿链。

7. 根据权利要求5 所述的染布脱水全自动化系统，其特征在于：所述的前提布滚筒和后提布滚筒是由提布滚筒驱动器、电马达、变速波箱和皮带/齿链所带动，其功能是将染布从染布运输车运到脱水机旁边，当改变电马达的转向时，便又可将脱水后的染布从脱水机运回染布运输车上。