CN110092188A - 龙门架式染料化料设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种龙门架式染料化料设备，包括龙门框架、染料桶抓取机构、染料桶存储平台、进料输送台和染料化料装置；龙门框架由顶梁、底梁、立柱和横梁拼接而成，龙门框架内部分为进料区、存料区和料化区，进料区、存料区和料化区沿龙门框架的长度方向依次布置；所述进料输送台设置在龙门框架的进料区，所述染料桶存储平台设置在龙门框架的存料区，所述染料化料装置设置在龙门框架的料化区，所述染料桶抓取机构设置在龙门框架顶部，能够沿龙门框架长度方向运动，通过染料桶抓取机构实现对染料桶的搬运。

Description

龙门架式染料化料设备

技术领域

本发明属于印染设备技术领域，具体涉及一种龙门架式染料化料设备。

背景技术

由于我国人口红利的消失，企业用人成本不断上升，而且员工也越来越难招。在传统行业中的纺织印染企业，如再不改变原来的靠人工为主的生产工艺，企业已很难有生存空间。近年来，由于光机电一体化技术的不断发展，印染设备自动化程度也有了很大的提高；在印染生产工艺中很关健的染料称料、化料、染液输送设备自动化被提上了议程。

公开号为CN206815020U的专利公开了“一种全自动染料称料化料设备”，该设备包括染料称重系统、自动抓取立体库、染料化料装置、以及专用染料桶，粉状染料自动称重系统的出料平台通过输送机连接至自动抓取立体库的进料平台，染料化料装置设置在自动抓取立体库一侧。其自动抓取立体库包括用于放置染料桶的立体架、三轴移动平台、以及用于抓取染料桶的机械手，机械手安装在三轴移动平台上，通过三轴移动平台实现机械手沿X、Y、Z空间运动，从而实现机械手对立体架上任意位置的染料桶的抓取和运送。该设备采用自动抓取立体库虽然实现对染料桶的存储、抓取和运送功能，但是存在以下缺点：

其三轴移动平台包括底台、立柱、横梁，底台安装在齿条轨道上，构成底台沿齿条轨道水平横向运动的第一轴移动机构，立柱竖直固定在底台上，横梁通过导轨丝杆机构安装在立柱上，构成横梁沿立柱竖直上下移动的第二轴移动机构，机械手安装架通过导轨丝杆机构安装在横梁上，机械手安装在机械手安装架上，构成机械手沿横梁水平纵向运动的第三轴移动机构。这种底台+立柱+横梁+机械手的结构不稳定，尤其是悬臂式横梁，使得横梁以及底台底端受力大，长时间使用，容易导致机械永久性损伤变形，工作寿命低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种龙门架式染料化料设备。其更加稳定可靠，精度高，使用寿命长。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种龙门架式染料化料设备，包括龙门框架、染料桶抓取机构、染料桶存储平台、进料输送台和染料化料装置；

所述龙门框架由顶梁、底梁、立柱和横梁拼接而成，龙门框架内部分为进料区、存料区和料化区，进料区、存料区和料化区沿龙门框架的长度方向依次布置；所述进料输送台设置在龙门框架的进料区，所述染料桶存储平台设置在龙门框架的存料区，所述染料化料装置设置在龙门框架的料化区，所述染料桶抓取机构设置在龙门框架顶部，能够沿龙门框架长度方向运动，通过染料桶抓取机构实现对染料桶的搬运；

所述染料桶抓取机构包括基板、上滑板、下滑板、机械爪、以及第一驱动电机、第二驱动电机和直线驱动执行器；龙门框架的顶部设置有两条相互平行的滑轨，所述基板滑动安装在龙门框架顶部的滑轨上，在其中一条滑轨的内侧还设置有齿条，并且在基板上设置有与该齿条相配合的齿轮，所述齿轮由第一驱动电机驱动，第一驱动电机固装在基板顶面，通过第一驱动电机驱动齿轮转动，齿轮与齿条啮合，进而实现基板沿滑轨运动；在基板的顶面设置有两条相互平行的轨道，所述上滑板滑动安装在该轨道上，并且上滑板与直线驱动执行器的动作端连接，直线驱动执行器固装在基板顶面，通过该直线驱动执行器驱动上滑板在基板上沿轨道滑动；在上滑板的底面固定连接有底架，底架上竖直设置有至少一条轨道，所述下滑板滑动安装在该轨道上，在底架上还竖直设置有一丝杠，所述下滑板通过丝杠螺母与该丝杠连接，丝杠的顶端通过联轴器与第二驱动电机的输出轴固定连接，所述第二驱动电机竖直安装在上滑板上，通过第二驱动电机驱动丝杠转动，进而丝杠的转动驱动动下滑板沿轨道竖直上下运动；所述机械爪安装在下滑板上，机械爪能够随下滑板同步运动；

所述机械爪为三爪式机械爪，其包括上圆盘和下圆盘，所述上圆盘和下圆盘相互平行设置，上圆盘和下圆盘之间通过三个立柱连接，三个立柱呈圆周等间距分布，在上圆盘和下圆盘之间设置有三个抓手组件，三个抓手组件呈圆周等间距分布，每个抓手组件包括爪头和驱动爪头动作的电动缸，所述爪头铰接在第一基块上，且爪头与电动缸的动作杆铰接，电动缸缸身安装在第二基块上，所述第一基块和第二基块均通过螺栓固定在下圆盘的上表面；工作时，三个抓手组件的电动缸同步动作，进而实现爪头的同步抓取动作；

所述染料桶存储平台包括放桶平台以及支撑该放桶平台的支撑底架，所述放桶平台上开设有多个用于放置染料桶的通孔。

在上述技术方案中，龙门框架整体高度3米左右，宽2米左右，长度6米左右，具体尺寸可根据实际情况而定。

在上述技术方案中，丝杠通过轴承支座转动安装在底架上。

在上述技术方案中，在基板上开设有用于为底架提供运动空间的长条形通孔，长条形通孔位于基板上的两条相互平行的轨道之间，这样能够使底架随上滑板一起沿轨道运动。

在上述技术方案中，所述下滑板的外侧面固定连接有一横支撑板，该横支撑板与下滑板相垂直，该横支撑板通过竖直连接杆连接所述机械爪。

在上述技术方案中，所述爪头具有两个铰接安装部，其中一个铰接安装部位于爪头尾端，另一个铰接安装部位于爪头中部，爪头中部的铰接安装部与第一基块铰接，爪头尾端的铰接安装部与电动缸的动作杆铰接。

在上述技术方案中，染料桶存储平台上的通孔数量优选为8-12个，分为两排布置。

在上述技术方案中，在染料桶存储平台上设置有用于检测通孔是否放置染料桶的位置检测传感器。位置检测传感器可以采用红外限位开关或者光电开关或者机械式限位开关，位置检测传感器的数量与通孔的数量一一对应，相应的安装在通孔旁边，从而能够检测每个通孔的放桶状态。

在上述技术方案中，所述进料输送台优选为采用辊筒式输送机，用于输送染料桶。

在上述技术方案中，优选的，实施例一中所述直线驱动执行器为电动伸缩缸，其行程为0-1米。

本发明的优点和有益效果为：

本发明的龙门架式染料化料设备以龙门框架为支撑基础，在龙门框架上设置由基板、底架、上滑板、下滑板、机械爪、以及第一驱动电机、第二驱动电机和直线驱动执行器等部件构成的染料桶抓取机构，通过第一驱动电机控制基板在龙门框架上运动，进而实现机械爪的沿X轴运动；通过直线驱动执行器驱动上滑板在基板上滑动，进而实现机械爪的沿Y轴运动；通过第二驱动电机控制下滑板在底架上竖直上下运动，进而实现机械爪的沿Z轴运动；通过机械爪自身的三个电动缸控制机械爪对目标物件的抓取动作，整个染料桶抓取机构运动更加稳定可靠，精度高，使用寿命长。

所述机械爪采用三爪式机械爪，工作时，三个抓手组件的电动缸同步动作，进而实现爪头的同步抓取动作，其对染料桶的抓取更加稳定。

龙门框架内部分为进料区、存料区和料化区，进料区、存料区和料化区沿龙门框架的长度方向依次布置，工作时，盛装有染料的染料桶通过进料输送台运送至进料区，然后染料桶抓取机构运动至该染料桶的上方，对该染料桶进行抓取，并将染料桶运送放置在染料桶存储平台的通孔中，需要化料时，染料桶抓取机构抓取染料桶存储平台上的染料桶并将其运送至料化区的染料化料装置中，由染料化料装置完成化料工序，化料完成后，再利用染料桶抓取机构从染料化料装置中取出空的染料桶，将空的染料桶运送至进料输送台，通过进料输送台反向输送出去。

附图说明

图1是本发明实施例的龙门架式染料化料设备的结构示意图。

图2是本发明实施例中的染料桶抓取机构的立体结构示意图。

图3是图2的局部放大图。

图4是图2所示染料桶抓取机构的正视图。

图5是图2所示染料桶抓取机构的侧视剖视图。

图6是图2中的机械爪的局部放大图。

其中：

1：龙门框架，2：染料桶抓取机构，3：染料桶存储平台，4：进料输送台，5：染料化料装置，2.1：基板，2.2：上滑板，2.3：下滑板，2.4：机械爪，2.5：第一驱动电机，2.6：第二驱动电机，2.7：直线驱动执行器，2.8：齿轮，2.9：底架，2.10：丝杠，2.11：轴承支座，2.41：上圆盘，2.42：下圆盘，2.43：立柱，2.441：爪头，2.442：电动缸，2.443：第一基块，2.444：第二基块。

对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。

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方案，下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。

实施例一

参见附图，一种龙门架式染料化料设备，包括龙门框架1、染料桶抓取机构2、染料桶存储平台3、进料输送台4和染料化料装置5。

所述龙门框架由顶梁、底梁、立柱和横梁拼接而成，龙门框架整体高度3米左右，宽2米左右，长度6米左右，具体尺寸可根据实际情况而定。龙门框架内部分为进料区1.1、存料区1.2和料化区1.3，进料区、存料区和料化区沿龙门框架的长度方向依次布置；所述进料输送台设置在龙门框架的进料区，所述染料桶存储平台设置在龙门框架的存料区，所述染料化料装置设置在龙门框架的料化区，所述染料桶抓取机构设置在龙门框架顶部，能够沿龙门框架长度方向运动，通过染料桶抓取机构实现对染料桶的搬运。

所述染料桶抓取机构2包括基板2.1、上滑板2.2、下滑板2.3、机械爪2.4、以及第一驱动电机2.5、第二驱动电机2.6和直线驱动执行器2.7；龙门框架的顶部设置有两条相互平行的滑轨a，所述基板2.1滑动安装在龙门框架顶部的滑轨a上，在其中一条滑轨a的内侧还设置有齿条b，并且在基板上设置有与该齿条相配合的齿轮2.8，所述齿轮2.8由第一驱动电机2.5驱动，第一驱动电机2.5固装在基板2.1顶面，通过第一驱动电机驱动齿轮转动，齿轮与齿条啮合，进而实现基板沿滑轨(或齿条)运动。在基板2.1的顶面设置有两条相互平行的轨道c，所述上滑板2.2滑动安装在该轨道c上，并且上滑板与直线驱动执行器2.7的动作端连接，直线驱动执行器固装在基板顶面，通过该直线驱动执行器驱动上滑板在基板上沿轨道滑动。在上滑板2.2的底面固定连接有底架2.9，底架上竖直设置有至少一条轨道d，所述下滑板2.3滑动安装在该轨道上，在底架上还竖直设置有一丝杠2.10(丝杠通过轴承支座2.11转动安装在底架上)，所述下滑板通过丝杠螺母2.12与该丝杠2.10连接，丝杠的顶端通过联轴器与第二驱动电机2.6的输出轴固定连接，所述第二驱动电机竖直安装在上滑板上，通过第二驱动电机驱动丝杠转动，进而丝杠的转动驱动动下滑板沿轨道竖直上下运动；进一步的说，在基板2.1上开设有用于为底架提供运动空间的长条形通孔m，长条形通孔位于基板上的两条相互平行的轨道c之间，这样能够使底架随上滑板一起沿轨道运动。所述机械爪2.4安装在下滑板2.3上，以使机械爪能够随下滑板同步运动；进一步的说，所述下滑板2.3的外侧面固定连接有一横支撑板2.31，该横支撑板2.31与下滑板相垂直，该横支撑板2.31通过竖直连接杆2.32连接所述机械爪2.4。

所述机械爪2.4为三爪式机械爪，其包括上圆盘2.41和下圆盘2.42，所述上圆盘和下圆盘相互平行设置，上圆盘和下圆盘之间通过三个立柱2.43连接，三个立柱呈圆周等间距分布，在上圆盘和下圆盘之间设置有三个抓手组件2.44，三个抓手组件呈圆周等间距分布，每个抓手组件包括爪头2.441和驱动爪头动作的电动缸2.442，所述爪头2.441铰接在第一基块2.443上，且爪头与电动缸的动作杆铰接(具体的说，所述爪头2.441具有两个铰接安装部，其中一个铰接安装部位于爪头尾端，另一个铰接安装部位于爪头中部，爪头中部的铰接安装部与第一基块铰接，爪头尾端的铰接安装部与电动缸的动作杆铰接)，电动缸缸身安装在第二基块2.444上，所述第一基块和第二基块均通过螺栓固定在下圆盘的上表面。工作时，三个抓手组件的电动缸同步动作，进而实现爪头的同步抓取动作。

染料桶抓取机构的工作原理为：通过第一驱动电机控制基板在龙门框架上运动，进而实现机械爪的沿X轴运动；通过直线驱动执行器驱动上滑板在基板上滑动，进而实现机械爪的沿Y轴运动；通过第二驱动电机控制下滑板在底架上竖直上下运动，进而实现机械爪的沿Z轴运动；通过机械爪自身的三个电动缸控制机械爪对目标物件的抓取动作。

所述染料桶存储平台包括放桶平台以及支撑该放桶平台的支撑底架，所述放桶平台上开设有多个用于放置染料桶的通孔，通孔的数量优选为8-12个，分为两排布置，所述染料桶采用专利号为CN206900919U的“一种专用于盛放染料的染料桶”。进一步的，在染料桶存储平台上设置有用于检测通孔是否放置染料桶的位置检测传感器，位置检测传感器可以采用红外限位开关或者光电开关或者机械式限位开关，位置检测传感器的数量与通孔的数量一一对应，相应的安装在通孔旁边，从而能够检测每个通孔的放桶状态(当通孔中放入染料桶后，相应的位置检测传感器被触发)。

所述进料输送台优选为采用辊筒式输送机，用于输送染料桶。

所述染料化料装置优选为采用专利号为CN207193580U的染料化料装置。

本龙门架式染料化料设备的工作原理如下：

盛装有染料的染料桶通过进料输送台运送至进料区，然后染料桶抓取机构2运动至该染料桶的上方，对该染料桶进行抓取，并将染料桶运送放置在染料桶存储平台3的通孔中，当需要化料时，染料桶抓取机构2抓取染料桶存储平台3上的染料桶并将其运送至料化区的染料化料装置5中，由染料化料装置5完成化料工序，化料完成后，再利用染料桶抓取机构2从染料化料装置5中取出空的染料桶，将空的染料桶运送至进料输送台，通过进料输送台反向输送出去。

实施例二

优选的，实施例一中所述直线驱动执行器为电动伸缩缸，其行程为0-1米。

实施例三

在实施例一的基础上，进一步的，在龙门框架1的侧部还设置有称料装置，所述称料装置采用专利号为CN2013102181007的“粉状染料自动称重系统”

为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。

而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种龙门架式染料化料设备，其特征在于：包括龙门框架、染料桶抓取机构、染料桶存储平台、进料输送台和染料化料装置；

所述龙门框架由顶梁、底梁、立柱和横梁拼接而成，龙门框架内部分为进料区、存料区和料化区，进料区、存料区和料化区沿龙门框架的长度方向依次布置；所述进料输送台设置在龙门框架的进料区，所述染料桶存储平台设置在龙门框架的存料区，所述染料化料装置设置在龙门框架的料化区，所述染料桶抓取机构设置在龙门框架顶部，能够沿龙门框架长度方向运动，通过染料桶抓取机构实现对染料桶的搬运；

所述染料桶抓取机构包括基板、上滑板、下滑板、机械爪、以及第一驱动电机、第二驱动电机和直线驱动执行器；龙门框架的顶部设置有两条相互平行的滑轨，所述基板滑动安装在龙门框架顶部的滑轨上，在其中一条滑轨的内侧还设置有齿条，并且在基板上设置有与该齿条相配合的齿轮，所述齿轮由第一驱动电机驱动，第一驱动电机固装在基板顶面，通过第一驱动电机驱动齿轮转动，齿轮与齿条啮合，进而实现基板沿滑轨运动；在基板的顶面设置有两条相互平行的轨道，所述上滑板滑动安装在该轨道上，并且上滑板与直线驱动执行器的动作端连接，直线驱动执行器固装在基板顶面，通过该直线驱动执行器驱动上滑板在基板上沿轨道滑动；在上滑板的底面固定连接有底架，底架上竖直设置有至少一条轨道，所述下滑板滑动安装在该轨道上，在底架上还竖直设置有一丝杠，所述下滑板通过丝杠螺母与该丝杠连接，丝杠的顶端通过联轴器与第二驱动电机的输出轴固定连接，所述第二驱动电机竖直安装在上滑板上，通过第二驱动电机驱动丝杠转动，进而丝杠的转动驱动动下滑板沿轨道竖直上下运动；所述机械爪安装在下滑板上，机械爪能够随下滑板同步运动；

所述机械爪为三爪式机械爪，其包括上圆盘和下圆盘，所述上圆盘和下圆盘相互平行设置，上圆盘和下圆盘之间通过三个立柱连接，三个立柱呈圆周等间距分布，在上圆盘和下圆盘之间设置有三个抓手组件，三个抓手组件呈圆周等间距分布，每个抓手组件包括爪头和驱动爪头动作的电动缸，所述爪头铰接在第一基块上，且爪头与电动缸的动作杆铰接，电动缸缸身安装在第二基块上，所述第一基块和第二基块均通过螺栓固定在下圆盘的上表面；工作时，三个抓手组件的电动缸同步动作；

所述染料桶存储平台包括放桶平台以及支撑该放桶平台的支撑底架，所述放桶平台上开设有多个用于放置染料桶的通孔。

2.根据权利要求1所述的龙门架式染料化料设备，其特征在于：丝杠通过轴承支座转动安装在底架上。

3.根据权利要求1所述的龙门架式染料化料设备，其特征在于：在基板上开设有用于为底架提供运动空间的长条形通孔，长条形通孔位于基板上的两条相互平行的轨道之间。

4.根据权利要求1所述的龙门架式染料化料设备，其特征在于：所述下滑板的外侧面固定连接有一横支撑板，该横支撑板与下滑板相垂直，该横支撑板通过竖直连接杆连接所述机械爪。

5.根据权利要求1所述的龙门架式染料化料设备，其特征在于：所述爪头具有两个铰接安装部，其中一个铰接安装部位于爪头尾端，另一个铰接安装部位于爪头中部，爪头中部的铰接安装部与第一基块铰接，爪头尾端的铰接安装部与电动缸的动作杆铰接。

6.根据权利要求1所述的龙门架式染料化料设备，其特征在于：染料桶存储平台上的通孔数量优选为8-12个，分为两排布置。

7.根据权利要求1所述的龙门架式染料化料设备，其特征在于：在染料桶存储平台上设置有用于检测通孔是否放置染料桶的位置检测传感器。

8.根据权利要求7所述的龙门架式染料化料设备，其特征在于：位置检测传感器采用红外限位开关或者光电开关或者机械式限位开关，位置检测传感器的数量与通孔的数量一一对应，相应的安装在通孔旁边，从而能够检测每个通孔的放桶状态。

9.根据权利要求1所述的龙门架式染料化料设备，其特征在于：所述进料输送台为采用辊筒式输送机，用于输送染料桶。

10.根据权利要求1所述的龙门架式染料化料设备，其特征在于：所述直线驱动执行器为电动伸缩缸。