CN110318125B - 一种起毛机针布智能磨针机及其实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种起毛机针布智能磨针机，包括电气控制系统和机械部分，所述电气控制系统包括PLC控制器、上位机控制器、视觉系统、伺服系统和与PLC控制器相连的输入输出设备，所述机械部分包括磨头部件、横动机构、横梁部件和吊装部件；所述磨头部件包括磨砺件、针辊定位部件和L形支撑座,所述磨砺件两侧各设有一个夹紧气缸，所述夹紧气缸两侧分别设有恒压力控制传感器，所述磨砺件、夹紧气缸和恒压力控制传感器作为一个整体固定于压紧气缸上，所述压紧气缸通过支撑板固定在竖直旋转气缸上；所述L形支撑座上设有滑块，所述竖直旋转气缸固定滑块上；所述磨头部件通过L形支撑座固定在水平旋转气缸上。本发明安全高效，磨砺效果均匀稳定。
Description
技术领域
本发明涉及纺织机械设备领域，具体涉及一种起毛机针布智能磨针机及其实现方法。
背景技术
目前，市场上各种绒类面料品种繁多，如麂皮绒、超柔短毛绒、短毛绒、薄绒（起圈布）等等，这些绒类面料品种都依靠起毛机进行起毛才能得到有效绒感，这些绒感产生的好坏，离不开起毛机针布锋利程度。一条新针布较锋利，起出来的绒面绒感强，随着时间推移针布开始发钝，如不及时磨针，起出来的绒面易粘、绒感不强等。
传统的磨针器有各种样式，但无论何种式样的磨针器都是手持式的，在使用时极不安全，稍有疏忽，如将针辊转向调反、操作不专心、没有人监护，轻者易扎伤手指，重者易将手臂全部轧入针辊等安全事故。其次操作不方便，老式磨针器在磨逆针时，操作工需在机器前面操作，磨顺针时操作工需在机器后面操作，再其次老式磨针器在磨针时由于用力不均，没有平衡点，易将针布磨伤，从而缩短针布使用周期，而且力的不均匀很容易导致针辊上的针布左中右锋利程度不一致，影响最终起毛效果。老式磨针器每年在安全上屡屡发生事故，导致操作工身心健康受到极大损害，也给客户企业带来一定经济损失。客户对新一代安全可靠、智能高效磨针机的需求越来越强烈。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种起毛机针布智能磨针机及其实现方法，以电脑控制方式，全自动完成对起毛机上起毛辊外圆上包覆的针布进行磨砺，只需设定好相应参数，智能磨针机将全过程自动运行，无需人工干预，安全高效，磨砺效果均匀稳定。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：一种起毛机针布智能磨针机，包括电气控制系统和机械部分，所述电气控制系统包括PLC控制器、上位机控制器、视觉系统、伺服系统和与PLC控制器相连的输入输出设备，所述机械部分包括磨头部件、横动机构、横梁部件和吊装部件；所述磨头部件包括磨砺件、针辊定位部件和L形支撑座,所述磨砺件两侧各设有一个夹紧气缸，所述夹紧气缸两侧分别设有恒压力控制传感器，所述磨砺件 、夹紧气缸和恒压力控制传感器作为一个整体固定于压紧气缸上，所述压紧气缸通过支撑板固定在竖直旋转气缸上； 所述L形支撑座上设有滑块，所述竖直旋转气缸固定滑块上；所述磨头部件通过L形支撑座固定在水平旋转气缸上；所述磨头部件和水平旋转气缸固定在滑板上，所述横动机构包括横动定位部件、滑板、直线导轨副、齿条Ⅰ、导轨 和驱动电机，所述滑板及其组件通过直线导轨副、齿条Ⅰ安装于导轨上，在驱动电机的输出轴上设有齿轮Ⅰ，所述滑板由驱动电机驱动，在齿轮Ⅰ和齿条Ⅰ及直线导轨副的共同作用下，磨头部件在起毛机器幅宽范围内做往复运动，实现对针布的磨针。
作为进一步的改进，所述针辊定位部件包括电机、调节丝杆和限位块，所述电机、调节丝杆和限位块设置于L形支撑座上，通过调节丝杆和调节滑块在两个限位块之间上下移动，使磨砺件始终对准针辊中心。所述针辊定位部件为当针辊高度发生变化时，设备能够检测变化量，并使磨头工作位置自动调整至针辊中心。
作为进一步的改进，所述横动定位部件包括支撑座、止转销、抱箍、定位销、锁紧销和气缸，所述支撑座、止转销、抱箍、定位销组合后水平固定在机器撑档上，所述锁紧销和气缸装在导轨上。
作为进一步的改进，所述横梁部件包括横梁、横梁两端的电机、齿轮Ⅱ、齿条Ⅱ、导向杆和滚轮，所述齿条Ⅱ、导向杆分别固定在机架的桁架顶端，所述横梁在齿轮Ⅱ、齿条Ⅱ、滚轮Ⅱ、导向杆和电机的共同作用下，实现在机架的桁架上前后移动,并准确到达每一台起毛机设定的磨砺位置。所述横梁部件为多台起毛机联机时，可通过横梁部件自动移动至任意一台起毛机指定位置。
作为进一步的改进，所述吊装部件包括吊装装置，所述吊装装置设置于横梁上，所述吊装装置的钢丝绳与导轨两头相连，所述导轨两端装有滚轮Ⅰ。吊装部件可以将横动机构吊装至起毛机指定磨砺位置进行工作。
作为一种优选，所述视觉系统包括高速摄像头，所述高速摄像头与PLC控制器连接。
作为一种优选，所述伺服系统包括分别与左右横梁伺服电机、针辊定位伺服电机相连的左右伺服驱动器和针辊定位伺服驱动器。
作为一种优选，所述与PLC控制器相连的输入输出设备包括按钮、行程开关、报警灯。
一种如上所述的起毛机针布智能磨针机的实现方法，包括如下步骤：
第一，组装并调试好智能磨针机；
第二，将需要进行针布磨砺的起毛机置于针布磨砺状态，同时设置好所需参数，包括起毛机位置、针辊数量、磨砺时间；
第三，启动智能磨针机，其将自动按以下步骤进行工作：
（1）智能磨针机从初始位置自动移动至第一台起毛机位置，然后将横动机构吊装至起毛机指定位置并固定；
（2）针辊定位电机通过视觉系统自动将磨砺件定位至针辊中心位置，启动恒压力控制传感器并开始左右往复磨砺针布；
（3）当完成1根针辊磨砺后，锡林自动转动相应角度并固定，然后重复步骤（2）开始下一根针辊的磨砺，直至完成当台起毛机的所有针辊磨砺；
（4）将横动机构吊起，智能磨针机自动移动至下一台起毛机位置，然后重复步骤（1）到（3），完成所有起毛机针布磨砺。
（5）将横动机构吊起，智能磨针机自动移动至初始位置并结束工作。
本发明的有益效果是: 以电脑控制方式，全自动完成对起毛机上起毛辊外圆上包覆的针布进行磨砺，只需设定好相应参数，智能磨针机将全过程自动运行，无需人工干预，安全高效，磨砺效果均匀稳定。其中横动机构为设备磨砺针布时能够进行左右往复运动，并且在左右往复运动时横动机构能够承受磨砺的反作用力。针对不同的面料加工，可以选择不同型号的磨头部件进行磨砺针布,以达到不同的磨砺效果。采用了恒压力控制传感器，利用气缸的压力恒定性，克服了针布表面不平整和磨针力度不均等问题，实现针布锋利度的左中右一致性。采用视觉系统，利用高清摄像头拍摄针辊中心高度位置，与标准位置作对比，根据误差值调整磨头中心位置，使磨头中心位置始终对准所需磨砺针辊的中心。通过横梁与吊装装置实现智能磨针机自动移动至任意一台指定起毛机位置。
附图说明
图1为本发明实施例的运行结构示意图。
图2为本发明实施例图1的K向示意图。
图3为本发明实施例图1的M处局部图。
图4为本发明实施例图2的N处局部图。
图5为本发明实施例的电气控制流程图。
下面结合附图对本发明做进一步说明。
具体实施方式
结合各附图所示，一种起毛机针布智能磨针机，包括电气控制系统和机械部分，所述电气控制系统包括PLC控制器、上位机控制器、视觉系统、伺服系统和与PLC控制器相连的输入输出设备，所述机械部分包括磨头部件、横动机构、横梁部件和吊装部件；所述磨头部件包括磨砺件15（针布磨砺时所需的平磨油石或侧磨片）、针辊定位部件和L形支撑座23，所述磨砺件15两端用两个夹紧气缸16夹紧，在夹紧气缸16两侧分别设有恒压力控制传感器，所述磨砺件15 、夹紧气缸16和恒压力控制传感器作为一个整体固定于压紧气缸18上，通过恒压力控制传感器的信息反馈来调整气压大小，从而控制磨针压力大小。所述压紧气缸18通过支撑板19固定在竖直旋转气缸20上；所述L形支撑座23上设有滑块25，所述竖直旋转气缸20固定滑块25上；所述磨头部件通过L形支撑座23固定在水平旋转气缸26上，所述水平旋转气缸26固定在滑板28上；所述横动机构包括横动定位部件、滑板28、直线导轨副29、齿条Ⅰ27、导轨34和驱动电机35，所述滑板28及其组件通过直线导轨副29、齿条Ⅰ27安装于导轨34上，在驱动电机35的输出轴上设有齿轮Ⅰ30，所述滑板28由驱动电机35驱动，在齿轮Ⅰ30和齿条Ⅰ27及直线导轨副29的共同作用下，磨头部件在起毛机器幅宽范围内做往复运动，实现对针布14的磨针；驱动电机35的换向则是通过电磁铁36、霍尔开关37来实现的。
所述针辊定位部件包括电机22、调节丝杆24和限位块21，所述电机22、调节丝杆24和限位块21设置于L形支撑座23上，视觉系统利用高清摄像头17拍摄针辊中心高度位置并实时反馈给电机22, 电机22通过调节丝杆24和调节滑块25在两个限位块21之间上下移动，使磨砺件15始终对准针辊中心。
所述横动定位部件包括支撑座31、止转销32、抱箍33、定位销42、锁紧销43和气缸44，所述支撑座31、止转销32、抱箍33、定位销42组合后水平固定在机器撑档上，不会旋转变位；所述锁紧销43和气缸44装在导轨34上。导轨34在起吊装置12的作用下从磨砺位置2或磨砺位置3下移到磨针位置4时，通过霍尔开关40、电磁铁41反馈信息使起吊装置12停止动作，此时导轨34通过定位销42进入准确位置，同时锁紧销43通过气缸44插入支撑座31，固定导轨34。当一台机器全部磨好后，锁紧销43通过气缸44离开支撑座31，导轨34即可通过起吊装置12上升进入下一台机器的磨针进程。
所述横梁部件包括横梁13、横梁13两端的电机9、齿轮Ⅱ10、齿条Ⅱ8、导向杆7和滚轮Ⅱ11，所述齿条Ⅱ8、导向杆7分别固定在机架5的桁架顶端，所述横梁13在齿轮Ⅱ10、齿条Ⅱ8、滚轮Ⅱ11、导向杆7和电机9的共同作用下，实现在机架5的桁架上前后移动,并准确到达每一台起毛机设定的磨砺位置。
所述吊装部件包括吊装装置，所述吊装装置设置于横梁13上，所述吊装装置的钢丝绳与导轨34两头相连，所述导轨34两端装有滚轮Ⅰ39。通过起吊装置12，滚轮Ⅰ39从导向轨38上升至导向轨6中，可以保证装有整个磨针机构的导轨34当横梁13在初始位置1、磨砺位置2或磨砺位置3之间移动时不会晃动，并能够快速稳定的下降到磨针位置4进行磨针。
所述视觉系统包括高速摄像头17，所述高速摄像头17与PLC控制器连接。
所述伺服系统包括分别与左右横梁伺服电机、针辊定位伺服电机相连的左右伺服驱动器和针辊定位伺服驱动器。
所述与PLC控制器相连的输入输出设备包括按钮、行程开关、报警灯。
一种如上所述的起毛机针布智能磨针机的实现方法，包括如下步骤：
第一，组装并调试好智能磨针机；
第二，将需要进行针布磨砺的起毛机置于针布磨砺状态，同时设置好所需参数，包括起毛机位置、针辊数量、磨砺时间；
第三，启动智能磨针机，其将自动按以下步骤进行工作：
（1）智能磨针机从初始位置自动移动至第一台起毛机位置，然后将横动机构吊装至起毛机指定位置并固定；
（2）针辊定位电机通过视觉系统自动将磨砺件定位至针辊中心位置，启动恒压力控制传感器并开始左右往复磨砺针布；
（3）当完成1根针辊磨砺后，锡林自动转动相应角度并固定，然后重复步骤（2）开始下一根针辊的磨砺，直至完成当台起毛机的所有针辊磨砺；
（4）将横动机构吊起，智能磨针机自动移动至下一台起毛机位置，然后重复步骤（1）到（3），完成所有起毛机针布磨砺。
（5）将横动机构吊起，智能磨针机自动移动至初始位置并结束工作。
Claims (7)
1.一种起毛机针布智能磨针机，其特征在于：包括电气控制系统和机械部分，所述电气控制系统包括PLC控制器、上位机控制器、视觉系统、伺服系统和与PLC控制器相连的输入输出设备，所述机械部分包括磨头部件、横动机构、横梁部件和吊装部件；所述磨头部件包括磨砺件(15)、针辊定位部件和L形支撑座(23)， 所述磨砺件(15)两侧各设有一个夹紧气缸(16)，所述夹紧气缸(16)两侧分别设有恒压力控制传感器，所述磨砺件(15) 、夹紧气缸(16)和恒压力控制传感器作为一个整体固定于压紧气缸(18)上，所述压紧气缸(18)通过支撑板(19)固定在竖直旋转气缸(20)上；所述L形支撑座(23)上设有滑块(25)，所述竖直旋转气缸(20)固定在滑块(25)上；所述磨头部件通过L形支撑座(23)固定在水平旋转气缸(26)上，所述水平旋转气缸(26)固定在滑板(28)上；所述横动机构包括横动定位部件、滑板(28)、直线导轨副(29)、齿条Ⅰ(27)、导轨(34)和驱动电机(35)，所述滑板(28)及其组件通过直线导轨副(29)、齿条Ⅰ(27)安装于导轨(34)上，在驱动电机(35)的输出轴上设有齿轮Ⅰ(30)，所述滑板(28)由驱动电机(35)驱动，在齿轮Ⅰ(30)和齿条Ⅰ(27)及直线导轨副(29)的共同作用下，磨头部件在起毛机器幅宽范围内做往复运动，实现对针布（14）的磨针；
所述针辊定位部件包括电机Ⅰ(22)、调节丝杆(24)和限位块(21)，所述电机Ⅰ(22)、调节丝杆(24)和限位块(21)设置于L形支撑座(23)上，通过调节丝杆(24)和调节滑块(25)在两个限位块(21)之间上下移动，使磨砺件(15)始终对准针辊中心；
所述视觉系统包括高速摄像头（17），所述高速摄像头（17）与PLC控制器连接。
2.如权利要求1所述的一种起毛机针布智能磨针机，其特征在于：所述横动定位部件包括支撑座(31)、止转销(32)、抱箍(33)、定位销(42)、锁紧销(43)和气缸(44)，所述支撑座(31)、止转销(32)、抱箍(33)、定位销(42)组合后水平固定在机器撑档上，所述锁紧销(43)和气缸(44)装在导轨(34)上。
3.如权利要求1所述的一种起毛机针布智能磨针机，其特征在于：所述横梁部件包括横梁(13)、横梁(13)两端的电机Ⅱ(9)、齿轮Ⅱ(10)、齿条Ⅱ(8)、导向杆(7)和滚轮Ⅱ(11)，所述齿条Ⅱ(8)、导向杆(7)分别固定在机架(5)的桁架顶端，所述横梁(13)在齿轮Ⅱ(10)、齿条Ⅱ(8)、滚轮Ⅱ(11)、导向杆(7)和电机Ⅱ(9)的共同作用下，实现在机架(5)的桁架上前后移动,并准确到达每一台起毛机设定的磨砺位置。
4.如权利要求1所述的一种起毛机针布智能磨针机，其特征在于：所述吊装部
件包括吊装装置(12)，所述吊装装置设置于横梁(13)上，所述吊装装置的钢丝绳与导轨(34）两头相连，所述导轨(34)两端装有滚轮Ⅰ(39)。
5.如权利要求1所述的一种起毛机针布智能磨针机，其特征在于：所述伺服系统包括分别与左右横梁伺服电机、针辊定位伺服电机相连的左右伺服驱动器和针辊定位伺服驱动器。
6.如权利要求1所述的一种起毛机针布智能磨针机，其特征在于：所述与PLC控制器相连的输入输出设备包括按钮、行程开关、报警灯。
7.一种如权利要求1至6任一项所述的起毛机针布智能磨针机的实现方法，其特征在于：包括如下步骤：
第一，组装并调试好智能磨针机；
第二，将需要进行针布磨砺的起毛机置于针布磨砺状态，同时设置好所需参数，包括起毛机位置、针辊数量、磨砺时间；
第三，启动智能磨针机，其将自动按以下步骤进行工作：
（1）智能磨针机从初始位置自动移动至第一台起毛机位置，然后将横动机构吊装至起毛机指定位置并固定；
（2）针辊定位电机通过视觉系统自动将磨砺件定位至针辊中心位置，启动恒压力控制传感器并开始左右往复磨砺针布；
（3）当完成1根针辊磨砺后，锡林自动转动相应角度并固定，然后重复步骤（2）开始下一根针辊的磨砺，直至完成当台起毛机的所有针辊磨砺；
（4）将横动机构吊起，智能磨针机自动移动至下一台起毛机位置，然后重复步骤（1）到（3），完成所有起毛机针布磨砺；
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: An intelligent needle grinding machine for pilling machine and needle cloth and its implementation method Granted publication date: 20230613 Pledgee: Industrial Commercial Bank of China Ltd. Haining branch Pledgor: HAINING TEXTILE MACHINERY Co.,Ltd. Registration number: Y2024980000681 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |