CN108532119A - 一种全自动立体伸缩式袜机转模与检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种全自动立体伸缩式袜机转模与检测装置，属于纺织机械设备。该全自动立体伸缩式袜机转模与检测装置由循环机构、袜模旋转机构、袜模机构、CCD检测机构、分袜机构组成。其工作原理主要通过袜模旋转机构中的旋转块、弧形连接杆等导向结构来实现袜模机构在接袜过程中的伸缩功能，完成接袜和自动套袜的工序，并利用光电开关传感器实时对滑块进行反馈以达到限位要求，另外，CCD检测机构对袜子进行颜色识别后，利用分袜机构实现袜子颜色的自动归类。该装置的发明可以用机器代替人工，减少了生产时间和人工成本，大大提高了生产效率，为袜子的自动化生产提供了可靠的技术方案。
Description
技术领域
本发明涉及一种全自动立体伸缩式袜机转模与检测装置，属于纺织机械设备领域。
背景技术
袜类行业技术主要包括产品开发和生产工艺技术。生产工艺技术方面织袜机、缝头机、定型机等相关生产设备都在逐步得到增强，无论是从产量还是技术水平上也得到了快速发展。目前织袜设备生产流程主要为织袜—检验—缝头—检验—定型—整理包装—成品出厂。从原料到袜子成品出厂需要经过很多道工序，从生产技术角度分析，织袜机、缝头机、定型机的工艺基本已实现了自动化生产，但这些自动化工序当中，有些工艺仍需要经由手工套袜，这就造成生产工艺停留在半自动化半手工的生产阶段。
目前，在套袜定型车间里需要的人工较多，人工手动套袜后仍需将袜子稍作调整，使袜子和袜模吻合。这种生产方式耗费大量人力与资金，由于目前的袜模是扁平的且在配袜车间需要将几十种颜色的袜子中采用人工肉眼检测和分类，致使工作量大、视觉疲劳。正是因为这样的问题存在，一种全自动立体伸缩式袜机转模与检测装置的设计发明不仅在一定程度上改进了人工套袜，还解决了在后续袜子的检测与分类，提高整体生产效率。
中国专利公告CN203096482U，授权公告日2013.07.31，实用新型创造的名称为“一种简易袜子检测板”，该申请案公开了一种简易袜子检测板，结构简单，操作方便，能够实现袜子的检测。其不足之处在于该装置仍是需要人工参与进行套袜和旋转检测板达到四周检测的目的，在大批量生产过程中，工作量非常之大，这样会使得人工劳动强度增高，生产自动化程度降低，生产效率低下。
发明内容：
基于目前套袜定型车间、配袜车间人工需求量大，且对于检测都是靠人工肉眼检测，效率低，且会影响袜子配对。本发明目的在于提供一种自动化程度高的机械自动化设备，设计合理，结构精巧，最大程度上减少人员投入，降低生产成本，提高产品效率。为了实现上述目的，本发明采取了以下技术方案：
一种全自动立体伸缩式袜机转模与检测装置，其特征在于该装置由循环机构、袜模旋转机构、袜模机构、CCD检测机构、分袜机构组成；循环机构位于袜模机构的下方，袜模旋转机构和袜模机构放置在循环机构上，做往复循环运动，CCD检测机构位于循环机构的一侧，并且循环机构的两侧分别放置有分袜机构，用于袜子成品的抓取放置；
所述的袜模旋转机构是该装置的重要组成部分，包含圆盘、旋转块、凸起柱台、弧形连接杆和光电开关传感器，圆盘上中心孔部分采用内螺纹形式，旋转块外部圆周部分采用外螺纹，旋转块的上下两面分别设有四个位置交错的凸起柱台，每面上相邻两个凸起柱台之间成90度，凸起柱台与弧形连接杆通过铰链机构方式连接，并且与旋转块相连接的弧形连接杆在其上下两面的铰接方向是相反的，这样可以尽最大可能增大袜模机构的伸缩范围，使之更加有效的完成接袜和扩袜这一过程；此外，光电开关传感器用来检测袜模机构中的滑块Ι和滑块Π移动的初末位置，并给控制系统一个反馈信号，对滑块起到限位作用，其中四个通过支座固定在圆盘上，另外四个分别安装在圆盘的四周孔内；
所述的循环机构是一种往复式循环机构，由往复运动工作台、驱动销、滑动槽、无极变速电动机、同步带轮、同步带、平台底板、导轨组成。平台底板的两侧安装有两根导轨，往复运动工作台底部两侧是按滑块的形式设计，与导轨相嵌合，上面部分设有圆形槽，袜模机构和袜模旋转机构放置在圆形槽内，且中间设有通孔，使电机轴穿过通孔与袜模旋转机构的键槽孔连接，并驱动袜模机构的伸缩运动。两条导轨之间安装同步带作为传动机构，在带的外侧与往复工作平台的滑动槽处安装有驱动销与往复工作平台上的滑动槽相配合，循环机构中的驱动电机采用无级变速电动机，这样能保证往复运动两端的加速和减速运动相对平稳；
所述的袜模机构由挡板、用于接袜的袜型模块和柱型模块、导轨组、以及滑块Ι、滑块Π组成，该机构共有八个导轨构成一个导轨组，安装在袜模旋转机构的圆盘上，导轨组两端分别设置有导向定位的挡板，导轨组按其宽窄程度可以分为四个宽型导轨以及四个窄型导轨，且窄导轨设计有一定梯度，四个宽型导轨水平安装在圆盘上，且宽型导轨上放有滑块Ι，滑块Ι上分别安装有用于接袜的袜型模块，四个窄型导轨在圆盘上的安装呈一定角度，倾斜安装，由内向外梯度增大，且窄型导轨上放有滑块Π，滑块Π上分别安装有用于接袜的柱型模块，用于接袜柱型模块是将圆柱四等份拆分而成，该全自动立体伸缩式袜机转模与检测装置是利用旋转块和弧形连接杆以及导轨组及滑块Ι、滑块Π的特性，将旋转块的圆周运动转换为滑块Ι、滑块Π在导轨上的直线运动，实现了袜模机构的伸缩功能；
所述的CCD检测机构是采用CCD系统图像识别技术，其作用主要是图像采集和图像的数字化对比处理，该系统中的检测装置由支架、支架滑块、CCD镜头安装块、显示屏连接板、滑动块、CCD检测镜头和显示屏组成；支架滑块安装在支架上，CCD镜头安装块通过侧面孔与支架滑块固定在一起，CCD检测镜头安装在镜头安装块上，在高度方向上支架滑块相对于支架可以上下滑动，便于柔性调节镜头的高度，以达到镜头检测的合适焦距，CCD检测头通过相关串口连接线与图像处理显示屏相连，当CCD检测镜头调整到合适的高度后，在支架滑块后面的螺纹孔拧上螺栓，将其固定；显示屏固定安装在显示屏连接板的一侧，显示屏连接板另一侧与滑动块固定连接，该显示屏的高度设置同样可以调整，以便工作人员读取数据与参数信息；
所述的分袜机构的设计主要由升降缸、升降缸连接板、推送缸、推送缸安装板、加强筋板、抓取缸、抓取夹具、抓取缸安装板、收集箱组成，抓取缸固定安装在抓取缸安装板上，抓取夹具安装在抓取缸的气动手指上，实现袜子的夹取与存放；升降缸的缸体固定安装在升降缸连接板上，升降缸连接板连接着升降缸的缸体和推送缸的滑台；该分袜机构设置有两套机械手，当前面部分检测工序检测到袜子的不同颜色后，检测仪会发出不同信号和指令，然后机械手再执行相对应的夹取与存放操作，完成分袜的过程。
由于采用以上技术方案，本发明的一种全自动立体伸缩式袜机转模与检测装置有以下优点：
(1)采用导轨组和滑块Ι、滑块Π带动袜模机构的伸缩并配合光电开关传感器能够精准定位。采用弧形连接杆而未采用直杆，可以最大程度保证袜模的伸缩范围，使之更加有效的完成接袜和扩袜这一过程。
(2)旋转块通过弧形连接杆与带有袜模机构的滑块连接，将原本的旋转运动方式转变为直线运动，实现了袜模机构的收缩与扩张，这样的连接方式是系统的固有连接，而非借助外力来推动，所以整体运动的速度比较均匀，整体的平稳性能比较高。
(3)安装在大圆盘上的导轨设计有一定的梯度，且旋转块设置有外螺纹，大圆盘设置有内螺纹，通过内外螺纹的配合以及轨道的梯度，实现高度方向的变化，为从织袜机里出来的袜子在袜型模块与柱型模块之间的转移提供方便。
(4)利用CCD检测图像识别系统来检测袜子的颜色，当颜色和花纹种类较多时可以准确识别并自动归类，避免人工肉眼检测时的视觉疲劳。
附图说明：
图1是本发明一种全自动立体伸缩式袜机转模与检测装置的轴侧图。
图2是立体伸缩式袜模机构、袜模旋转机构与往复运动工作台的示意图
【附图标记】
1、圆盘；2、滑块Ι；3、滑块Π；4、旋转块；5、凸起柱台；6、弧形连接杆；7、光电开关传感器；8、挡板；9、织袜机；10、支架；11、支架滑块；12、CCD镜头安装块；13、显示屏连接板；14、滑动块；15、CCD检测镜头；16、显示屏；17、往复运动工作台；18、驱动销；19、滑动槽；20、推送缸；21、推送缸安装板；22、升降缸；23、升降缸连接板；24、抓取夹具；25、抓取缸；26、抓取缸安装板；27、加强筋板；28、收集箱；29、无极变速电动机；30、同步带轮；31、同步带；32、平台底板；33、导轨；34、电机；35、袜型模块；36、柱型模块；37、导轨组；
具体实施方式：
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些零件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构机器说明可能省略是可以理解的。
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步详细描述。如图1、图2所示。
本发明一种全自动立体伸缩式袜机转模与检测装置的工作原理：
本发明中采用的是一种往复式循环机构来实现整个系统的运行。初始状态时，袜模旋转机构和袜模机构处于袜机9出袜口的下方，此时，用于接袜的柱型模块36处于收缩状态，被等分的四个四分之一柱型接近收缩成一个完整的柱体。旋转块4在高度方向上有两个极限位置，当用于接袜的柱型模块36处于收缩状态时，旋转块4位于下方极限位置，袜模旋转机构底部固定有电机34，此后接到袜子的柱型模块36沿着带有梯度的导轨慢慢上升，并且旋转块4也在电机34的驱动下配合螺纹逆时针旋转，慢慢上升，直到安装在圆盘1上的光电开关传感器7检测到其位置后停止。柱型模块36上升的同时，在弧形连接杆6的带动下，柱型模块向外移动，袜子逐渐处于膨胀状态，直到停止运动。
其次旋转块在电机34的驱动下再顺时针转动，此时已经处于膨胀状态的袜子在柱型模块36下慢慢收缩，并且下降，而用于接袜的袜型模块35在弧形连接杆6的带动下开始慢慢从末端位置移动到初始位置逐渐扩张，同时用于接袜的柱型模块36也从末端位置移动到初始位置，柱型模块36渐渐收缩并下降，在柱型模块36收缩与袜型模块35扩张的同时，两个模块会有交接处，顺着柱型模块36下降与收缩的趋势，可以自动将袜子套入正在扩张的袜型模块35中，完成自动袜模转移。如此往复循环，实现接袜—扩袜—接袜—扩袜成型的过程。
当袜子套在用于接袜的袜型模块35后，驱动同步带轮30转动的无级变速电动机29开始运转，驱使同步带轮30带动同步带31运动，在带的外侧与往复工作平台17的滑动槽19处安装一个驱动销18，驱动销18与往复工作平台17上的滑动槽19相配合，带动往复工作平台17做往复运动。袜模旋转机构和袜模机构安装在往复工作平台17上，当往复工作平台17运动到CCD检测机构时同步带停止转动，CCD检测镜头15调整高度，找到合适的焦距，进行检测。若检测中袜子的颜色为蓝色则一号机械手会收到来自CCD检测机构给定的信号伸出抓取袜子，并缩回放到对应的收集箱中，若检测中袜子的颜色为黄色则二号机械手会收到来自CCD检测机构给定的信号伸出抓取袜子，并缩回放到对应的收集箱中，完成袜子的自动分类过程，避免了人工劳动强度大，视觉疲劳。当机械手取完袜模机构上的袜子后，无级变速电机29反转，使得往复工作平台17运动到起点位置，进行下一回合的接袜与分袜工作。往复循环上诉工序，让系统处于循环运转的工作状态。
以上所述仅为本发明专利的一般实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，或直接或间接运用在相关的技术领域，皆应属于本发明专利的涵盖范围。
Claims (1)
1.一种全自动立体伸缩式袜机转模与检测装置，其特征在于该装置由循环机构、袜模旋转机构、袜模机构、CCD检测机构、分袜机构组成；循环机构位于袜模机构的下方，袜模旋转机构和袜模机构放置在循环机构上，做往复循环运动，CCD检测机构位于循环机构的一侧，并且循环机构的两侧分别放置有分袜机构，用于袜子成品的抓取放置；
所述的循环机构是一种往复式循环机构，由往复运动工作台(17)、驱动销(18)、滑动槽(19)、无极变速电动机(29)、同步带轮(30)、同步带(31)、平台底板(32)、导轨(33)组成，平台底板(32)的两侧安装有两根导轨(33)，往复运动工作台(17)底部两侧是按滑块的形式设计，与导轨(33)相嵌合，上面部分设有圆形槽，袜模机构和袜模旋转机构放置在圆形槽内，圆形槽中间设有通孔，使电机(34)轴穿过通孔与袜模旋转机构的键槽孔连接，驱动袜模机构的伸缩运动，两条导轨(33)之间安装同步带(31)作为传动机构，在带的外侧与往复工作平台(17)的滑动槽(19)处安装有驱动销(18)与往复工作平台(17)上的滑动槽(19)相配合，循环机构中的驱动电机采用无级变速电动机(29)，这样能保证往复运动两端的加速和减速运动相对平稳；
所述的袜模旋转机构是该装置的重要组成部分，包含圆盘(1)、旋转块(4)、凸起柱台(5)、弧形连接杆(6)和光电开关传感器(7)，圆盘(1)上中心孔部分采用内螺纹形式，旋转块(4)外部圆周部分采用外螺纹，旋转块(4)的上下两面分别设有四个位置交错的凸起柱台(5)，每面上相邻两个凸起柱台之间成90度，凸起柱台(5)与弧形连接杆(6)通过铰链机构方式连接，并且与旋转块(4)相连接的弧形连接杆(6)在其上下两面的铰接方向是相反的，这样可以尽最大可能增大袜模机构的伸缩范围，使之更加有效的完成接袜和扩袜这一过程；此外，光电开关传感器(7)用来检测袜模机构中的滑块Ι(2)和滑块Π(3)移动的初末位置，并给控制系统一个反馈信号，对滑块起到限位作用，其中四个通过支座固定在圆盘上，另外四个分别安装在圆盘的四周孔内；
所述的袜模机构由滑块Ι(2)、滑块Π(3)、挡板(8)、用于接袜的袜型模块(35)和柱型模块(36)以及导轨组(37)组成，该机构共有八个导轨构成一个导轨组(37)，安装在袜模旋转机构的圆盘(1)上，导轨组(37)两端分别设置有导向定位的挡板(8)，导轨组(37)按其宽窄程度可以分为四个宽型导轨以及四个窄型导轨，且窄导轨设计有一定梯度，四个宽型导轨水平安装在圆盘(1)上，且宽型导轨上放有滑块Ι(2)，滑块Ι(2)上分别安装有用于接袜的袜型模块(35)，四个窄型导轨在圆盘(1)上的安装呈一定角度，倾斜安装，由内向外梯度增大，且窄型导轨上放有滑块Π(3)，滑块Π(3)上分别安装有用于接袜的柱型模块(36)，用于接袜柱型模块(36)是将圆柱四等份拆分而成，该全自动立体伸缩式袜机转模与检测装置是利用旋转块(4)和弧形连接杆(6)以及导轨组(37)及滑块Ι(2)、滑块Π(3)的特性，将旋转块(4)的圆周运动转换为滑块Ι(2)、滑块Π(3)在导轨上的直线运动，实现了袜模机构的伸缩功能；
所述的CCD检测机构是采用CCD系统图像识别技术，其作用主要是图像采集和图像的数字化对比处理，该系统中的检测装置由支架(10)、支架滑块(11)、CCD镜头安装块(12)、显示屏连接板(13)、滑动块(14)、CCD检测镜头(15)和显示屏(16)组成；支架滑块(11)安装在支架(10)上，CCD镜头安装块(12)通过侧面孔与支架滑块(11)固定在一起，CCD检测镜头(15)安装在镜头安装块(12)上，在高度方向上支架滑块(11)相对于支架(10)可以上下滑动，便于柔性调节镜头的高度，以达到镜头检测的合适焦距，CCD检测镜头(15)通过相关串口连接线与图像处理显示屏(16)相连，当CCD检测镜头(15)调整到合适的高度后，在支架滑块(11)后面的螺纹孔拧上螺栓，将其固定，显示屏(16)固定安装在显示屏连接板(13)的一侧，显示屏连接板(13)另一侧与滑动块(14)固定连接，该显示屏(16)的高度设置也是可以调整，以便工作人员读取数据与参数信息；
所述的分袜机构由升降缸(22)、升降缸连接板(23)、推送缸(20)、推送缸安装板(21)、加强筋板(27)、抓取缸(25)、抓取夹具(24)、抓取缸安装板(26)、收集箱(28)组成，抓取缸(25)固定安装在抓取缸安装板上(26)，抓取夹具(24)安装在抓取缸(25)的气动手指上，实现袜子的夹取与存放；升降缸(22)的缸体固定安装在升降缸连接板(23)上，升降缸连接板(23)连接着升降缸(22)的缸体和推送缸(20)的滑台；该分袜机构设置有两套机械手，当前面部分检测工序检测到袜子的不同颜色后，检测仪会发出不同信号和指令，然后机械手再执行相对应的夹取与存放操作，完成分袜的过程；
本发明中CCD检测机构以及分袜机构的设计原理，在一定程度上不仅仅用于颜色的检测与分类，同样适用于检测袜子的Logo、花纹、品牌并且归类。
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