CN108396456B - 具备圆柱坐标机器人的针织圆纬机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具备圆柱坐标机器人的针织圆纬机，包括针织圆纬机本体和圆柱坐标机器人，圆柱坐标机器人包括可转动地安装在针织圆纬机本体上的分度圆环、用于驱动分度圆环绕分度圆环的轴心转动的第一驱动机构、用于进行瑕疵纱线剪切和捻接的纱线搓捻器、安装在分度圆环上的纵梁、可上下移动地设置在纵梁上的横梁、用于驱动横梁上下移动的第二驱动机构、以能沿分度圆环的径向移动的方式设置在横梁上的机械手机构以及用于驱动机械手机构沿分度圆环的径向移动的第三驱动机构，针织圆纬机本体的输纱器与纱架之间设有用于检测纱线瑕疵的纱疵传感器。本发明中能够代替操作者接纱的动作，并且接近原纱无结头的质量，织物的品质得以控制及提升。

Description

具备圆柱坐标机器人的针织圆纬机

技术领域

本发明涉及一种具备圆柱坐标机器人的针织圆纬机。

背景技术

针对目前针织圆纬机存在操作者劳动强度高，织物品质不稳定因素多等问题。例如：时常清洁棉絮工作，输纱器的机械式清纱刀片处结头断头接驳工作等，占据了操作者大量时间，并且由于人为操作的不定性因素不可避免产生了由于清洁工作引起的织物质量问题，如飞花棉絮除絮不当织入织物引起的疵点，或由于清洁不及时或不充分，不可避免引起输纱器的机械式清纱刀片由于纱线摩擦累积的棉结而扯断纱线次数增多，再者由于手工接驳纱线难免接头大小不一，编织时会引起织物难以避免的条块状疵点、破损性疵点，甚至接头粗节织针断裂而形成长漏针的线状疵点等织疵。(织疵术语引用GB/T 22846-2009针织布(四分制)外观检验的标准)。

鉴于此，本发明人经多年实践操作和悉心研究，遂有本案产生。

发明内容

本发明的目的在于能够解决上述问题的方案，提供一种能提高生产效率、稳定生产品质、运行可靠、适用性广的具备圆柱坐标机器人的针织圆纬机。

为了达到上述目的，本发明采用这样的技术方案：

具备圆柱坐标机器人的针织圆纬机，包括针织圆纬机本体，还包括安装在所述针织圆纬机本体上的圆柱坐标机器人，圆柱坐标机器人包括可转动地安装在所述针织圆纬机本体上的分度圆环、用于驱动分度圆环绕分度圆环的轴心转动的第一驱动机构、用于进行瑕疵纱线剪切和捻接的纱线搓捻器、安装在分度圆环上的纵梁、可上下移动地设置在纵梁上的横梁、用于驱动横梁上下移动的第二驱动机构、以能沿分度圆环的径向移动的方式设置在横梁上的机械手机构以及用于驱动机械手机构沿分度圆环的径向移动的第三驱动机构，分度圆环的轴心与所述针织圆纬机本体的轴心对应设置，纱线搓捻器安装在分度圆环上，机械手机构包括机体、沿竖直方向设置在机体上的第一转轴、用于驱动第一转轴转动的第四驱动机构、沿水平方向安装在第一转轴上的第二转轴以及用于驱动第二转轴转动的第五驱动机构，第二转轴上安装有拉纱杆，拉纱杆上设有第一夹持机械手、第二夹持机械手以及带动第一夹持机械手和第二夹持机械手动作的机械手驱动机构，所述针织圆纬机本体的输纱器与纱架之间设有用于检测纱线瑕疵的纱疵传感器，机械手机构对应设置在纱疵传感器与输纱器之间。

作为本发明的一种优选方式，所述分度圆环上设有安装支架，安装支架沿所述分度圆环的径向设置，所述纵梁沿竖直方向固定在安装支架上。

作为本发明的一种优选方式，所述纱线搓捻器为两个，两个所述纱线搓捻器分别通过支撑架安装在所述安装支架上，所述夹持机械手设置在两个所述纱线搓捻器之间。

作为本发明的一种优选方式，所述针织圆纬机本体上设有齿圈，齿圈的外壁沿周向布设有齿座，所述分度圆环同轴设置在齿圈外，所述第一驱动机构为安装在所述分度圆环上的第一电机，第一电机的输出轴上设有与齿座配合的驱动齿轮。

作为本发明的一种优选方式，所述第二驱动机构包括第二电机、与第二电机的输出轴传动连接的第二丝杆以及设置在第二丝杆上的第二丝杆螺母，所述横梁安装在第二丝杆螺母上。

作为本发明的一种优选方式，所述第三驱动机构包括第三电机、与第三电机的输出轴传动连接的第三丝杆以及设置在第三丝杆上的第三丝杆螺母，所述机械手机构安装在第三丝杆螺母上。

作为本发明的一种优选方式，所述拉纱杆与所述第二转轴垂直设置，所述拉纱杆的一端为安装在所述第二转轴上的安装端，另一端为可绕第二转轴摆动的自由端，所述第一夹持机械手设置在安装端，所述第二夹持机械手设置在自由端，所述机械手驱动机构为气缸。

作为本发明的一种优选方式，还包括对应所述第一夹持机械手和所述第二夹持机械手设置的吸取机构，吸取机构包括回丝袋和用于吸取所述第一夹持机械手和所述第二夹持机械手上的剪断后的瑕疵纱线的吸嘴。

作为本发明的一种优选方式，还包括控制器，所述第一驱动机构、所述第二驱动机构、所述第三驱动机构、所述第四驱动机构、所述第五驱动机构、机械手驱动机构以及所述吸取机构均电气连接至控制器。

作为本发明的一种优选方式，还包括除絮机构，除絮机构包括设置在所述针织圆纬机本体的上方的吸尘机构、用于检测指定区域中棉絮密度变化的工业相机或粉尘传感器以及用于将棉絮吹走的吹气机构，吹气机构的气嘴安装在所述机械手机构上，工业相机、粉尘传感器、吸尘机构以及吹气机构均电气连接至所述控制器。

采用本发明的技术方案后，通过纱疵传感器来检测纱线粗节，棉结以及细节等纱疵，瑕疵纱线移动至预定位置后停止输送，通过第一驱动机构驱动分度圆盘转动至相应的位置，通过第二驱动机构和第三驱动机构带动机械手机构移动至瑕疵纱线处，第一夹持机械手和第二夹持机械手动作并夹持住纱线，并绕第二转轴转动180度，同时分度圆环转动一定的角度，第一转轴转动一定的角度，第三驱动机构带动机械手机构向分度圆环的中心移动，并将纱线套入纱线搓捻器中，纱线搓捻器剪去多余纱线并完成接纱动作，之后，纱线搓捻器复位，分度圆环复位，第一转轴复位，机械手机构回退，将捻好的纱线退出纱线搓捻器。本发明中的圆柱坐标机器人能够应用在各种针织圆纬机中，能够代替操作者接纱的动作，并且接近原纱无结头的质量，织物的品质得以控制及提升。进一步地，第一夹持机械手和第二夹持机械手夹持剪切下来的瑕疵纱线，通过第一驱动机构、第二驱动机构以及第三驱动机构的作用下移动至吸取机构处并释放，在吸嘴的作用下将瑕疵纱线吸入回丝袋中，实现瑕疵纱线的回收处理。进一步地，本发明将吹气机构的气嘴设置在机械手机构上，利用通过第一驱动机构、第二驱动机构、第一驱动机构、第一转轴以及第二转轴的联动，精准快速全方位地将棉絮吹走，吹出的棉絮在吸尘机构的负压作用下统一收集，从而代替操作者人工吹絮的步骤和方法，时刻保持机器洁净，避免人为操作不当或疏忽造成对织物品质的影响甚至织针的损坏等问题。

附图说明

图1为本发明的结构示意图(图中针织圆纬机本体只示出输纱器和纱架)；

图2为本发明中圆柱坐标机器人的结构示意图；

图3为本发明中机械手机构的结构示意图；

图中：

10-分度圆环                    11-第一电机

12-驱动齿轮                    13-齿圈

20-纱线搓捻器                  21-支撑架

31-安装架                      32-横梁

33-纵梁                        40-机械手机构

41-第一转轴                    42-第二转轴

43-拉纱杆                      431-安装端

432-自由端                     44-第一夹持机械手

45-第二夹持机械手              50-输纱器

60-纱架                        70-纱线

80-纱疵传感器                  90-吸尘机构

具体实施方式

为了进一步解释本发明的技术方案，下面结合附图进行详细阐述。图中，箭头表示相应部件的移动方向或者转动方向。

参照图1至图3，具备圆柱坐标机器人的针织圆纬机，包括针织圆纬机本体，针织圆纬机本体采用现有的针织圆纬机，其包括给纱机构、编织机构、牵拉卷取机构以及传动机构，给纱机构包括下面将介绍到的纱架60和输纱器50，纱架60和输纱器50上穿设有纱线70，这些基本结构在现有的针织圆纬机中已有介绍，这里不再进行详细描述。

本发明中还包括安装在所述针织圆纬机本体上的圆柱坐标机器人，圆柱坐标机器人包括可转动地安装在所述针织圆纬机本体上的分度圆环10、用于驱动分度圆环10绕分度圆环10的轴心转动的第一驱动机构、用于进行瑕疵纱线剪切和捻接的纱线搓捻器20、安装在分度圆环10上的纵梁33、可上下移动地设置在纵梁33上的横梁32、用于驱动横梁32沿纵梁33上下移动的第二驱动机构、以能沿分度圆环10的径向移动的方式设置在横梁32上的机械手机构40以及用于驱动机械手机构40沿分度圆环10的径向移动的第三驱动机构。本发明中，纵梁33沿竖直方向设置，横梁32沿水平方向设置，分度圆环10的轴心与所述针织圆纬机本体的轴心共线，例如在针筒转动的圆纬机中，分度圆环10与针筒同轴设置。本发明中纱线搓捻器20安装在分度圆环10上，在实施例中，其通过支撑架21安装在分度圆环10上，随着分度圆环10同步转动，纱线搓捻器20可采用现有技术介绍的纱线接捻器，在申请号02120287.7、200920061279.9、200580030344.6、200610023209.5中有关于类似纱线捻接器的介绍。

本发明中，机械手机构40包括机体、沿竖直方向设置在机体上的第一转轴41、用于驱动第一转轴41转动的第四驱动机构、沿水平方向安装在第一转轴41上的第二转轴42以及用于驱动第二转轴42转动的第五驱动机构，第一转轴41沿竖直方向设置，第二转轴42沿水平方向设置，第四驱动机构和第五驱动机构例如可以为电机，通过第一转轴41和第二转轴42，使得第二转轴42在水平面内摆动且能够在竖直面内转动。能够在绕竖直轴线转动且能够绕水平轴线转动的机械手机构为机械手领域的常规结构，可以直接从市面上购买或者加工定做，具体结构这里不再进行详述。

第二转轴42上安装有拉纱杆43，拉纱杆43上设有第一夹持机械手44、第二夹持机械手45以及带动第一夹持机械手44和第二夹持机械手45动作的机械手驱动机构，作为本发明的一种优选方式，所述拉纱杆43与所述第二转轴42垂直设置，所述拉纱杆34的一端为安装在所述第二转轴42上的安装端432，另一端为可绕第二转轴42摆动的自由端431，所述第一夹持机械手44设置在安装端431，所述第二夹持机械手45设置在自由端432，所述机械手驱动机构为气缸。在实施例中，第一夹持机械手44和第二夹持机械手45分别配置有气缸，通过气缸带动夹持机械手开合，实现夹持和释放，第一夹持机械手44和第二夹持机械手45本身结构在现有技术中已有介绍，如申请公布号CN 107866817 A即公开这类机械手。

所述针织圆纬机本体的输纱器50与纱架60之间设有用于检测纱线瑕疵的纱疵传感器80，机械手机构40对应设置在纱疵传感器80与输纱器50之间。具体地，纱疵传感器可以采用瑞士LOPFE公司的光电式纱疵传感器。

作为本发明的一种优选方式，所述分度圆环10上设有安装支架31，安装支架31沿所述分度圆环10的径向设置，安装架31从分度圆环10直径方向的一端延伸至另一端，所述纵梁33沿竖直方向固定在安装支架31上。

作为本发明的一种优选方式，所述纱线搓捻器20为两个，两个所述纱线搓捻器20分别通过支撑架21安装在所述安装支架31上，所述夹持机械手设置在两个所述纱线搓捻器20之间。

作为本发明的一种优选方式，所述针织圆纬机本体上设有齿圈13，齿圈13固定不动，齿圈13的外壁沿周向布设有齿座(图中未示出)，所述分度圆环10同轴设置在齿圈13外，所述第一驱动机构为安装在所述分度圆环10上的第一电机11，具体地，第一电机11固定在安装支架31上，第一电机11的输出轴向下设置，第一电机11的输出轴上设有与齿座配合的驱动齿轮12，当第一电机11转动时，驱动齿轮12在齿座上运动，从而带动分度圆环10转动。

作为本发明的一种优选方式，所述第二驱动机构包括第二电机、与第二电机的输出轴传动连接的第二丝杆以及设置在第二丝杆上的第二丝杆螺母，所述横梁32安装在第二丝杆螺母上，第二丝杆沿竖直方向设置，通过第二驱动机构带动横梁32上下移动，为了更好地引导横梁32上下移动，在纵梁33与横梁32之间可以设置导轨导槽结构。

作为本发明的一种优选方式，所述第三驱动机构包括第三电机、与第三电机的输出轴传动连接的第三丝杆以及设置在第三丝杆上的第三丝杆螺母，第三丝杆沿水平方向设置，所述机械手机构40安装在第三丝杆螺母上，更具体地，机械手机构40通过连接杆安装在第三丝杆螺母上，使得机械手机构始终位于横梁32外，通过第三丝杆螺母的移动，带动连接杆和机械手机构40的移动，在实施例中，横梁32沿分度圆环31的径向设置。

作为本发明的一种优选方式，还包括对应所述第一夹持机械手44和所述第二夹持机械手45设置的吸取机构，吸取机构包括回丝袋和用于吸取所述第一夹持机械手44和所述第二夹持机械手45上的剪断后的瑕疵纱线的吸嘴，吸取机构可以安装在针织圆纬机本体上的空置位置，也可以另外设置支架来安装。

作为本发明的一种优选方式，还包括控制器，所述第一驱动机构、所述第二驱动机构、所述第三驱动机构、所述第四驱动机构、所述第五驱动机构、机械手驱动机构以及所述吸取机构均电连接至控制器，通过控制器来控制各机构的协调动作，控制器可以采用IPC控制。

本发明实际使用时，当纱疵传感器检测纱线瑕疵时，控制器纱线在相应的位置停止输送，控制器控制第一驱动机构、第二驱动机构、第三驱动机构将机械手机构40移动至预定位置，第一夹持机械手44和第二夹持机械手45夹持住瑕疵纱线，第二转轴42旋转180度，同时分度圆环10转动3度，第一转轴41转动20度，横梁32向分度圆环10的中心回缩，把纱线套入纱线搓捻器20的导向槽中，启动纱线搓捻器20进行剪纱并完成接纱，分度圆环10和第一转轴41回位，横梁32回退80mm，将捻好的纱线退出纱线搓捻器20的导向槽。之后，第一夹持机械手44和第二夹持机械手45将携带瑕疵纱线移动至吸取机构，配合吸取机构实现瑕疵纱线的回收。采用本发明的结构，通过所述第一驱动机构、所述第二驱动机构、所述第三驱动机构、所述第四驱动机构、所述第五驱动机构、机械手驱动机构的灵活配合，能够将纱线更好地导入搓捻器，在纱线接捻过程中，利用横梁32的上下位移，能够进行二次张力调整，接纱更加稳定可靠。

作为本发明的一种优选方式，还包括除絮机构，除絮机构包括设置在所述针织圆纬机本体的上方的吸尘机构90、用于检测指定区域中棉絮密度变化的工业相机或是粉尘传感器、用于将棉絮吹走的吹气机构，吹气机构的气嘴安装在所述机械手机构40上，工业相机、粉尘传感器、吸尘机构90以及吹气机构均电连接至所述控制器。吹气机构用于将指定区域中的棉絮吹开，其可以通过喷射压缩空气来实现，其喷嘴采用柔性喷嘴，将喷嘴设置在机械手机构40上，具体可以安装在第二转轴42上，通过第一驱动机构、第二驱动机构和第三驱动机构将机械手机构移动至预定位置，通过第二转轴42的左右摆动，结合柔性喷嘴的无规则抖动，能够实现多角度全方位地除絮，通过工业相机和粉尘传感器能够实时监测指定区域的清洁程度。吹起的棉絮可以通过吸尘机构90吸走，吸尘机构主要包括电机、风扇以及吸风罩等结构，其具体结构在现有技术中已有介绍，这里不再进行详述。本发明除絮机构能根据除絮的频率程序自动计算除絮方式方法，结合工业相机和粉尘传感器多种方式系统运行状态而不断变化策略的控制方式。可以根据系统的实际运行状态，实时选用最合适的控制算法，通过不同运行条件下执行不同的控制算法、调整参数，并选择恰当时机进行切换，即可实现反映系统稳定性、准确性和快速性的性能指标之间的最优结合。

本发明的产品形式并非限于本案图示和实施例，任何人对其进行类似思路的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (10)

1.具备圆柱坐标机器人的针织圆纬机，包括针织圆纬机本体，其特征在于：还包括安装在所述针织圆纬机本体上的圆柱坐标机器人，圆柱坐标机器人包括可转动地安装在所述针织圆纬机本体上的分度圆环、用于驱动分度圆环绕分度圆环的轴心转动的第一驱动机构、用于进行瑕疵纱线剪切和捻接的纱线搓捻器、安装在分度圆环上的纵梁、可上下移动地设置在纵梁上的横梁、用于驱动横梁上下移动的第二驱动机构、以能沿分度圆环的径向移动的方式设置在横梁上的机械手机构以及用于驱动机械手机构沿分度圆环的径向移动的第三驱动机构，分度圆环的轴心与所述针织圆纬机本体的轴心对应设置，纱线搓捻器安装在分度圆环上，机械手机构包括机体、沿竖直方向设置在机体上的第一转轴、用于驱动第一转轴转动的第四驱动机构、沿水平方向安装在第一转轴上的第二转轴以及用于驱动第二转轴转动的第五驱动机构，第二转轴上安装有拉纱杆，拉纱杆上设有第一夹持机械手、第二夹持机械手以及带动第一夹持机械手和第二夹持机械手动作的机械手驱动机构，所述针织圆纬机本体的输纱器与纱架之间设有用于检测纱线瑕疵的纱疵传感器，机械手机构对应设置在纱疵传感器与输纱器之间。

2.如权利要求1所述的具备圆柱坐标机器人的针织圆纬机，其特征在于：所述分度圆环上设有安装支架，安装支架沿所述分度圆环的径向设置，所述纵梁沿竖直方向固定在安装支架上。

3.如权利要求2所述的具备圆柱坐标机器人的针织圆纬机，其特征在于：所述纱线搓捻器为两个，两个所述纱线搓捻器分别通过支撑架安装在所述安装支架上，所述机械手机构设置在两个所述纱线搓捻器之间。

4.如权利要求1所述的具备圆柱坐标机器人的针织圆纬机，其特征在于：所述针织圆纬机本体上设有齿圈，齿圈的外壁沿周向布设有齿座，所述分度圆环同轴设置在齿圈外，所述第一驱动机构为安装在所述分度圆环上的第一电机，第一电机的输出轴上设有与齿座配合的驱动齿轮。

5.如权利要求1所述的具备圆柱坐标机器人的针织圆纬机，其特征在于：所述第二驱动机构包括第二电机、与第二电机的输出轴传动连接的第二丝杆以及设置在第二丝杆上的第二丝杆螺母，所述横梁安装在第二丝杆螺母上。

6.如权利要求5所述的具备圆柱坐标机器人的针织圆纬机，其特征在于：所述第三驱动机构包括第三电机、与第三电机的输出轴传动连接的第三丝杆以及设置在第三丝杆上的第三丝杆螺母，所述机械手机构安装在第三丝杆螺母上。

7.如权利要求1所述的具备圆柱坐标机器人的针织圆纬机，其特征在于：所述拉纱杆与所述第二转轴垂直设置，所述拉纱杆的一端为安装在所述第二转轴上的安装端，另一端为可绕第二转轴摆动的自由端，所述第一夹持机械手设置在安装端，所述第二夹持机械手设置在自由端，所述机械手驱动机构为气缸。

8.如权利要求1所述的具备圆柱坐标机器人的针织圆纬机，其特征在于：还包括对应所述第一夹持机械手和所述第二夹持机械手设置的吸取机构，吸取机构包括回丝袋和用于吸取所述第一夹持机械手和所述第二夹持机械手上的剪断后的瑕疵纱线的吸嘴。

9.如权利要求8所述的具备圆柱坐标机器人的针织圆纬机，其特征在于：还包括控制器，所述第一驱动机构、所述第二驱动机构、所述第三驱动机构、所述第四驱动机构、所述第五驱动机构、机械手驱动机构以及所述吸取机构均电连接至控制器。

10.如权利要求9所述的具备圆柱坐标机器人的针织圆纬机，其特征在于：还包括除絮机构，除絮机构包括设置在所述针织圆纬机本体的上方的吸尘机构、用于检测指定区域中棉絮密度变化的工业相机或粉尘传感器以及用于将棉絮吹走的吹气机构，吹气机构的气嘴安装在所述机械手机构上，工业相机、粉尘传感器、吸尘机构以及吹气机构均电连接至所述控制器。

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