CN109108607A - 纱杆定位装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于筒子纱自动装卸机器人的纱杆定位装置，所述纱杆定位装置包括纱杆扶正组件、纱杆定位组件两部分，均安装于装卸纱机器人的Z轴框架上；纱杆扶正组件中，利用扶正驱动电机、扶正传动装置，驱动防干涉机构及扶正机构运动，可排除干涉纱杆并扶正所需定位纱杆；纱杆定位组件中，利用定位驱动电机、定位传动机构，驱动中心定位杆运动，实现纱杆的定位并反馈。本发明适用性强，不需要对原有纱笼纱杆进行更换，可实现纱杆的自动定位；便于实现自动化，安装于自动装卸纱机器人上，可保证机器人快速无误的装卸筒子纱。

Description

纱杆定位装置

技术领域

本发明涉及印染设备技术领域，尤其涉及一种定位装置，具体涉及一种纱杆定位装置。

背景技术

目前，大多数的筒子纱染色企业采用人工装卸纱的方式，这种作业方式用工量大，劳动强度高，工作环境恶劣，而且效率低，已不能够满足印染行业实现智能化的需要；因此，装卸纱过程的自动化已经成为一种趋势。

因为老旧纱笼没有配合自动装卸纱的要求，所以纱笼上纱杆的刚性普遍较差,经过长时间的人工装卸纱，纱杆变形严重，纱杆与纱笼底座间的垂直度已无法满足自动装卸纱的要求；并且更换现有纱笼纱杆的成本较高。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种纱杆定位装置，以解决背景技术中纱杆变形影响自动装卸纱的问题。

本发明是通过如下技术方案实现的：

本发明提供一种纱杆定位装置，包括纱杆扶正组件，所述纱杆扶正组件包括固定于装卸纱机器人的Z轴框架上的扶正驱动电机，所述扶正驱动电机通过扶正传动机构连接有夹持机构；所述夹持机构包括固定于所述扶正传动机构底部的旋转气缸，所述旋转气缸通过一对摆臂连接有用于夹住纱杆的一对夹爪。

夹爪夹持住纱杆时，夹爪的中心线与纱杆的轴线同轴，需要扶正纱杆时，使夹爪低于纱杆的顶部，夹住合拢后的中心与纱杆同轴，启动扶正组件，即可将倾斜的纱杆抓住，使其保持竖直状态。

优选的，还包括位于所述纱杆扶正组件上方的纱杆定位组件，所述纱杆定位组件包括安装于装卸纱机器人的Z轴框架上的定位驱动电机，所述定位驱动电机通过定位传动机构连接有中心定位装置，所述中心定位装置包括连接杆，所述连接杆的底部固定有导头，所述夹爪上方的摆臂上固定有一对导向块，两个所述导向块之间形成通道，所述导头的外径与所述导向块之间形成的通道相配合，所述导头的底部中心位置设置有用于纱杆进入的凹槽。

纱杆扶正组件将纱杆扶正，使其恢复竖直状态后，纱杆定位组件的中心定位装置向下运动，使纱杆的顶部进入导头底部的凹槽，由于导头的位置不动，因此，纱杆在导头的限位下保持竖直状态，即使将纱杆扶正组件松开，也可保持纱杆的竖直状态。

优选的，所述纱杆扶正组件还包括防干涉机构，所述防干涉机构包括固定于所述传动机构底部的安装板和固定于安装板底部的锥环，所述旋转气缸固定于所述安装板上。防干涉机构设置的锥环可排开需要定位的纱杆四周的纱杆，防止筒子纱与其周边的纱杆接触，避免了筒子纱装卸时产生刮蹭。

优选的，所述纱杆扶正组件通过扶正支撑架固定于Z轴框架上。

优选的，所述连接杆的下部为空心结构，所述导头底部的凹槽连通所述连接杆的空心结构，所述连接杆的空心结构内设置有第一顶杆，所述第一顶杆的底部外侧套设有第二顶杆，顶部设置有接触开关，所述第二顶杆与所述接触开关之间的第一顶杆的外侧套设有弹簧。

随着中心定位装置的向下运动，纱杆进入导头内的凹槽后对第二顶杆施加向上的力，使第二顶杆的顶部压缩弹簧，弹簧压缩使第一顶杆向上运动，从而触发接触开关，接触开关将纱杆定位完成的信号反馈至机器人控制系统，控制系统来旋转气缸转动，使两个夹爪松开；夹爪松开后，自动装卸纱机器人手爪在中心定位装置的导向下可快速往下运动，实现筒子纱的装卸。

优选的，所述纱杆定位组件通过定位支撑架固定于Z轴框架上。

本发明实施例提供的技术方案可以包含以下有益效果：

本发明利用扶正驱动电机驱动防干涉机构和夹持机构上下运动，可满足不同层高纱笼纱杆的定位要求；防干涉机构可排开所需定位纱杆四周的纱杆，防止筒子纱接触，避免筒子纱装卸时产生刮蹭；通过夹持机构夹持纱杆顶部，可将纱杆扶正；中心定位杆在定位驱动电机的驱动下往下运动，在导向块的作用下，纱杆顶部插入中心定位杆的导头，纱杆推动顶杆、弹簧，触发接触开关，完成纱杆的定位并通过接触开关予以确认反馈；本发明适用性强，允许纱杆有一定形变，对绝大多数非标纱笼纱杆来说，不需要进行二次投资即可实现纱杆的自动定位；便于实现自动化，安装于自动装卸纱机器人上，可保证手爪快速无误的装卸筒子纱。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见的，对于本领域技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种纱杆定位装置的结构示意图。

图2为本发明实施例提供的一种纱杆定位装置的局部示意图。

图3为图2的立体图。

图4为图3的另一方向的立体图。

图5为本发明实施例提供的一种纱杆定位装置的第一顶杆和第二顶杆连接结构示意图。

图中所示：1、手爪，2、扶正支撑架，3、定位支撑架，4、Z轴框架，5、纱杆，6、扶正驱动电机，7、扶正传动机构，8、安装板，9、锥环，10、旋转气缸，11、摆臂，12、夹爪，13、导向块，14、筒子纱，15、定位驱动电机，16、定位传动机构，17、连接杆，18、连接管，19接触开关，20、弹簧，21、第一顶杆，22、第二顶杆，23、导头。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案,下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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，都应当属于本发明的保护范围。

参见图1至图2，所示为本发明实施例提供的一种纱杆定位装置的结构示意图。

如图1和图2所示，所述纱杆定位装置用于筒子纱自动装卸机器人，包括纱杆扶正组件和纱杆定位组件，所述纱杆定位组件位于所述纱杆扶正组件的上方，所述纱杆扶正组件通过扶正支撑架2固定于装卸纱机器人的Z轴框架4上，所述纱杆定位组件通过定位支撑架3固定于装卸纱机器人的Z轴框架4上。

所述纱杆扶正组件包括扶正驱动电机6，所述扶正驱动电机6通过扶正传动机构7连接有夹持机构和防干涉机构；所述夹持机构包括固定于所述扶正传动机构7底部的旋转气缸10，所述旋转气缸10通过一对摆臂11连接有用于夹住纱杆5的一对夹爪12，所述夹爪12上方的摆臂11上固定有一对导向块13，两个所述导向块13之间形成通道；所述防干涉机构包括固定于所述传动机构7底部的安装板8和固定于安装板8底部的锥环9，所述旋转气缸10固定于所述安装板8上。

所述纱杆定位组件包括安装于装卸纱机器人的Z轴框架4上的定位驱动电机15，所述定位驱动电机15通过定位传动机构16连接有中心定位装置，所述中心定位装置包括连接杆17，所述连接杆17的底部固定有导头23，所述夹爪12上方的摆臂11上固定有一对导向块13，两个所述导向块13之间形成通道，所述导头23的外径与所述导向块13之间形成的通道相配合，所述导头23的底部中心位置设置有用于纱杆5进入的凹槽。

如图2所示，本实施例中，所述连接杆17的底部连接有连接管18，连接管18为空心结构，所述连接管18的空心结构内设置有第一顶杆21，所述第一顶杆21的下部外侧活动套设有第二顶杆22，所述第一顶杆21的顶部设置有接触开关19，所述第二顶杆22与所述接触开关19之间的第一顶杆21的外侧套设有弹簧20。如图5所示，所述第一顶杆21和第二顶杆22的结构基本相同，均为T形结构，第二顶杆22的中心开设有孔道，第一顶杆21的底部伸入第二顶杆22开设的孔道内，且第二顶杆22在压力作用下可沿第一顶杆21上下移动，弹簧20套设在第一顶杆21的顶板下表面与第二顶杆22的顶板上表面之间。

本实施例提供的纱杆定位装置，当自动装卸纱机器人手爪1运行至所需装卸纱的纱杆5上方时，扶正驱动电机6转动，通过扶正传动机构7驱动防干涉机构(包括安装板8、锥环9)、夹持机构(包括旋转气缸10、两个摆臂11、两个夹爪12、两个导向块13)往下运动。通过控制扶正驱动电机6使防干涉机构和夹持机构运动至不同的高度，以适应不同层高的纱杆5。当防干涉机构和夹持机构运动到合适的高度，锥环9可排开所需定位纱杆5四周的纱杆，防止筒子纱14接触，避免筒子纱装卸时产生刮蹭；旋转气缸10转动，在两个摆臂11的带动下，两个夹爪12夹持住纱杆5的顶部，将所需定位的纱杆5扶正；同时，分别位于两个夹爪12上部的两个导向块13合拢，组成一个有导向锥面的导向孔，该导向孔与纱杆5同心。

如图3和图4所示，旋转气缸10上连接有一对摆臂11，摆臂11上连接夹爪12，旋转气缸10动作，控制夹爪12将纱杆5夹住或者松开，夹爪12夹紧后的中心位置与纱杆5同轴，以便使倾斜的纱杆5通过夹爪12夹持而恢复竖直状态，两个导向块13合拢后，其顶部为锥台形的凹槽，两个导向块13之间形成的通道位于锥台形凹槽的中心位置。

利用上述扶正组件将所需定位的纱杆5扶正后，定位驱动电机15转动，通过定位传动机构16驱动中心定位装置往下运动；在两个导向块13组成的导向孔的导向下，中心定位装置的导头23插在纱杆5的顶端，纱杆5顶部进入导头23底部的凹槽内，实现纱杆5的定位；同时，导头23底部的凹槽连通连接管18，连接管18内的设置有互相套接的第一顶杆21和第二顶杆22，第二顶杆22套接在第一顶杆21的外部，且可沿第一顶杆21上下滑动，随着中心定位装置的向下运动，纱杆5的顶部逐渐进入导头23底部的凹槽内，当纱杆5的顶部顶住第二顶杆22时，第二顶杆向上运动，第二顶杆22沿第一顶杆21向上滑动，使第二顶杆22的顶板顶住压缩弹簧20，弹簧20受到挤压力后向第一顶杆21顶部施加压力，使第一顶杆21顶板向接触开关19施加压力，接触开关19将纱杆定位完成的信号反馈至机器人控制系统，控制系统来旋转气缸10转动，使两个夹爪12松开；夹爪12松开后，自动装卸纱机器人手爪1在中心定位装置的导向下可快速往下运动，实现筒子纱14的装卸。装卸完成后，扶正驱动电机6、定位驱动电机15转动，防干涉机构、夹持机构、中心定位装置分别运动到适当的位置。

实施例中，为满足机器人自动控制需要的精度、稳定、快速响应等要求，适应不同高度工作对象之目的，扶正驱动电机6和定位驱动电机15均为使用PLC控制的伺服电机(具备位置、速度、力矩闭环控制功能)，通过脉冲序列位置指令来控制相关部件的位置，采用增量型编码器，动作上应保证启动、运行、停止各过程伺服电机始终平滑稳定运行与过渡。

在发明的其他实施例中，所述连接杆17的底部可设置为空心结构来代替连接管18。

当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例仅用于说明本发明的技术方案并非是对本发明的限制，参照优选的实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本发明的宗旨，也应属于本发明的权利要求保护范围。

Claims (6)

1.一种纱杆定位装置，其特征在于，包括纱杆扶正组件，所述纱杆扶正组件包括固定于装卸纱机器人的Z轴框架(4)上的扶正驱动电机(6)，所述扶正驱动电机(6)通过扶正传动机构(7)连接有夹持机构；所述夹持机构包括固定于所述扶正传动机构(7)底部的旋转气缸(10)，所述旋转气缸(10)通过一对摆臂(11)连接有用于夹住纱杆(5)的一对夹爪(12)。

2.根据权利要求1所述的纱杆定位装置，其特征在于，还包括位于所述纱杆扶正组件上方的纱杆定位组件，所述纱杆定位组件包括安装于装卸纱机器人的Z轴框架(4)上的定位驱动电机(15)，所述定位驱动电机(15)通过定位传动机构(16)连接有中心定位装置，所述中心定位装置包括连接杆(17)，所述连接杆(17)的底部固定有导头(23)，所述夹爪(12)上方的摆臂(11)上固定有一对导向块(13)，两个所述导向块(13)之间形成通道，所述导头(23)的外径与所述导向块(13)之间形成的通道相配合，所述导头(23)的底部中心位置设置有用于纱杆(5)进入的凹槽。

3.根据权利要求2所述的纱杆定位装置，其特征在于，所述纱杆扶正组件还包括防干涉机构，所述防干涉机构包括固定于所述传动机构(7)底部的安装板(8)和固定于安装板(8)底部的锥环(9)，所述旋转气缸(10)固定于所述安装板(8)上。

4.根据权利要求3所述的纱杆定位装置，其特征在于，所述纱杆扶正组件通过扶正支撑架(2)固定于Z轴框架(4)上。

5.根据权利要求1-4任一项所述的纱杆定位装置，其特征在于，所述连接杆(17)的下部为空心结构，所述导头(23)底部的凹槽连通所述连接杆(17)的空心结构，所述连接杆(17)的空心结构内设置有第一顶杆(21)，所述第一顶杆(21)的底部外侧套设有第二顶杆(22)，顶部设置有接触开关(19)，所述第二顶杆(22)与所述接触开关(19)之间的第一顶杆(21)的外侧套设有弹簧(20)。

6.根据权利要求5所述的纱杆定位装置，其特征在于，所述纱杆定位组件通过定位支撑架(3)固定于Z轴框架(4)上。