CN110373887A - 一种棉料切片机器的自动出料系统及出料方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种棉布切片机器的自动出料系统，包括机械手、切片主机和出料工作台，用于实现棉布被切成片后自动成组出料，出料后的成组棉片被机械手抓取转移至包装工位。本发明还涉及一种棉布切片机器的自动出料方法，实现对棉料被切片后的自动隔开分组放置，方便成组棉片被自动化装置抓取。具有自动化程度高，用时短，棉片出料更加高效。

Description

一种棉料切片机器的自动出料系统及出料方法

技术领域

本发明涉及一种实现棉质料卷切成小块后形成的成品棉片的出料系统及基于该出料系统的出料方法，尤其适用于化妆棉片的生产。

背景技术

棉料在如今人们的生活中应用越来越多，广泛应用于口罩、化妆棉、衣帽等产品中。棉料被裁切时，由于棉料本身柔软、易变型的特点，棉料被裁切后的成品棉片的出料多采用人工抓料的方式，用时长且人工成本高。目前该类型机器的出料台一般均为一个类似桌子的工作台，棉料被裁切后的成品棉片都紧挨着排列码放在工作台上，无法被自动化的抓取机构抓取。

发明内容

本发明的目的是：实现被裁切后的成品棉片自动出料。

为了达到上述目的，本发明的一个技术方案是提供了一种棉料切片机器的自动出料系统，其特征在于，包括机械手及切片主机，其特征在于，还包括出料工作台，其中：

切片主机先将整幅棉料纵向剖切成M条窄幅棉片，M条窄幅棉片在竖直向下输送的过程中再被连续横向切断，每次切断形成M片一定长宽规格的成品棉片后出料至出料工作台；

出料工作台包括Y个等间距布置的棉片暂存机构及驱动机构，由驱动机构驱动Y个棉片暂存机构循环往复地由切片主机所在位置向出料方向移动，当第y个棉片暂存机构，y＝1,…,Y，位于切片主机所在位置时，在向出料方向移动的过程中第y个棉片用于接纳切片主机连续X次切断形成的X×M片成品棉片，所有成品棉片在第y个棉片暂存机构中以X行×M列的方式有序排列；

机械手用于抓取棉片暂存机构中的成品棉片，机械手每次抓取N列成品棉片后移动到指定位置放下成品棉片，然后再抓取同一棉片暂存机构中剩余的N列成品棉片，直至将同一棉片暂存机构中所有成品棉片都抓取完毕后，再抓取下一棉片暂存机构中的成品棉片。

优选地，所述切片主机包括牵引机构一、剖切刀、牵引机构二及横切刀，其中：

牵引机构一用于将所述整幅棉料牵引至剖切刀处；

剖切刀用于将棉料纵向剖切成所述M条窄幅棉片；

牵引机构二用于将所述M条窄幅棉片竖直向下牵引至横切刀处；

横切刀用于将M条窄幅棉片在竖直向下输送的过程中按一定长度横向连续切断，每次切断形成一行共M片一定长宽规格的所述成品棉片。

优选地，所述横切刀包括位置固定的定刀及被曲柄滑块机构驱动做往复直线运动的动刀，定刀配合动刀将所述窄幅棉片切断成所述成品棉片。

优选地，所述棉片暂存机构包括在所述成品棉片的输送方向上间隔一定距离的第一推棉板和第二推棉板，X×M片所述成品棉片以X行×M列的方式有序排列在第一推棉板和第二推棉板之间。

优选地，所述第一推棉板和所述第二推棉板的顶面具有相同齿形的梳状结构，且第一推棉板的齿形与第二推棉板的齿形在出料方向上重合布置。

优选地，所述驱动机构包括驱动单元一、驱动单元二、传动机构一及传动机构二；驱动单元一通过传动机构一驱动Y个所述棉片暂存机构的Y个所述第一推棉板；驱动单元二通过传动机构二驱动Y个所述棉片暂存机构的Y个所述第二推棉板。

优选地，所述传动机构一包括第一链条；所述传动机构二包括第二链条；所述出料工作台还包括结构框架及台面；台面水平固定在结构框架的上面；在结构框架的两侧对称平行布置有两组链条，每组链条包括第一链条和第二链条；Y个所述第一推棉板的两端分别固定在两侧第一链条的链板上，随着第一链条运动；Y个所述第二推棉板的两端分别固定在两侧第二链条的链板上，随着第二链条运动。

优选地，所述第一链条及所述第二链条位于所述台面上方的部分为平直段，当所述第一推棉板随着所述第一链条及所述第二推棉板随着所述第二链条运动到平直段时，所述第一推棉板和所述第二推棉板均为竖直放置，且位于所述台面的上方做水平运动。

优选地，所述第一链条和第二链条具有相同规格、相等长度，分别被所述驱动单元单独驱动，并且具有多种运行速度。

本发明的另一个技术方案是提供了一种棉料切片机器的自动出料方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步：切片主机的动刀开始做往复直线运动，M条窄幅棉片被横向切断，获得新的第一行M片成品棉片并被推向出料工作台的第一推棉板的侧面竖直依靠放置；机械手开始抓取离切片主机最远端的棉片暂存机构中的N列成品棉片；工作台的第一链条和第二链条以相同的运行速度V1保持同步运动，使得被横向切断的各行M片成品棉片均被依序推动着往出料方向移动；动刀保持往复运动，直到裁切完成X行成品棉片；

第二步：机械手完成第一步中所述最远端的棉片暂存机构中所有成品棉片的抓取后，移动到出料工作台的上方保持停止状态；动刀退到远止点并停止运动；动刀裁切完成X行成品棉片，获得X×M片成品棉片，并且所有成品棉片以X行×M列的方式有序排列，且长度为L；X×M片成品棉片定义为一组成品棉片组，此时，出料工作台的台面上有三组成品棉片组，沿着成品棉片在出料工作台上的移动方向，从切片主机所在位置至出料方向三组成品棉片组的长度分别为L、L-a、L+a；

第三步：第一链条停止运动，第二链条保持运动，运行速度为V2，直到原先位于台面下方的一个第二推棉板翻转运动到台面上方并接触到成品棉片，使得长度L的成品棉片组分别被第一步所述的第一推棉板的侧面及当前的第二推棉板的一个侧面所夹紧，此时第二链条走过的距离为a；

第四步：第一链条继续保持停止，第二链条继续保持运动，运行速度为V3，此时第二链条走过的距离为a；

第五步：动刀开始做往复直线运动，新一行M片成品棉片被切断并被推向第四步所述第二推棉板的另一侧面竖直放置；机械手开始抓取最远端的棉片暂存机构中的N列成品棉片；第一链条和第二链条以相同的运行速度V1保持同步运动；动刀保持往复运动，直到裁切完成X行成品棉片；

第六步：机械手完成第五步所述最远端的棉片暂存机构中所有成品棉片的抓取后，移动到出料工作台的上方保持停止状态；动刀退到远止点并停止运动，新的一组成品棉片组形成，长度为L；

第七步：第二链条停止运动，第一链条保持运动，运行速度为V2，直到第一推棉板翻转运动到台面上方并接触到新的一组成品棉片组，新的一组成品棉片组被第四步所述第二推棉板的另一侧及当前的第一推棉板所夹紧，此时第一链条走过的距离为a；

第八步：第二链条继续保持停止，第一链条继续保持运动，运行速度为V3，此时第一链条走过的距离为a；

第九步：回到第一步，循环执行，直到一个棉卷被切片完成，整体停机换卷。

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：提出了一种自动化出料系统及自动出料方法，将切片后的棉片自动隔开分组放置，方便自动化装置成组抓取转运，解决了目前棉料裁切机的出料无法适应机器人自动化操作的问题，使得棉片出料更加高效，适应工厂的自动化车间建设需求。

附图说明

图1为棉料切片机器的自动出料系统的工作原理图，采用横截面视图；

图2为自动出料系统所涉及的出料工作台的主要结构组成图；

图3至图6为棉料切片机器的自动出料方法的步骤示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

如图1所述，本发明提供的一种棉料切片机器的自动出料系统包括机械手1、出料工作台2及切片主机3。下文为了描述上的便利，将成品棉片5在出料工作台2上的传输方向定义为前、后方向，其中，将切片主机3所在方向定义为后，将机械手1所在方向定义为前。将M片呈行排列的一行成品棉片5定义为一个棉片组，将以X行×M列的方式有序排列的X×M片成品棉片5定义为一组成品棉片组，应当注意的是，不同成品棉片组中的行数可以不相同。

基于上述定义，在本发明提供的一种棉料切片机器的自动出料系统中，整幅棉料4由棉卷经过切片主机3的牵引机构一被牵引至切片主机3的剖切刀31处，被纵向剖切成M条窄幅棉片。然后M条窄幅棉片经切片主机3的牵引机构二竖直向下牵引至横切刀处，M条窄幅棉片在切片主机3的横切刀刀口处按一定长度横向切断成一个棉片组，棉片组中每片成品棉片5具有一定长宽规格。在本实施例中，牵引机构二包括牵引罗拉32。横切刀包括固定安装在切片主机3上的定刀34及被两组曲柄滑块机构33驱动做往复直线运动的动刀35。

结合图2，出料工作台2包括Y个等间距布置的棉片暂存机构、驱动机构、结构框架21及台面22。棉片组垂直落入棉片暂存机构内，持续被切断的棉片组顺次排列整齐落在棉片暂存机构内形成成品棉片组。不同棉片暂存机构用于存放不同的成品棉片组，从而使得各成品棉片组被隔开存放。

在本实施例中，每个棉片暂存机构包括一件第一推棉板25和一件第二推棉板26。第一推棉板25和第二推棉板26前后间隔一定距离，第一推棉板25和第二推棉板26顶部具有相同齿形的梳状结构，且第一推棉板25的齿形与第二推棉板26的齿形前后重合布置。在本实施例中，有5个第一推棉板25和5个第二推棉板26。每个棉片暂存机构可以存放一组成品棉片组，分别由第一推棉板25和第二推棉板26夹紧。

驱动机构包括驱动单元一、驱动单元二、传动机构一及传动机构二。驱动单元一通过传动机构一驱动5个第一推棉板25；驱动单元二通过传动机构二驱动5个第二推棉板26。在本实施例中，传动机构一为第一链条23，传动机构二为第二链条24，第一链条23和第二链条24具有相同规格、相等长度。5个第一推棉板25在第一链条23上等间距布置，5个第二推棉板26在第二链条24上等间距布置。

台面22固定在结构框架21的上面，在结构框架21的两侧对称平行布置有两组链条，每组链条包括一根第一链条23及一根第二链条24。第一链条23和第二链条24分别由安装在结构框架21上的驱动单元一及驱动单元二单独驱动。第一推棉板25的两端分别固定在两侧第一链条23的链板上，随着第一链条23运动，第二推棉板26的两端分别固定在两侧第二链条24的链板上，随着第二链条24运动。

机械手1在出料工作台2的上方，机械手1下行至夹爪11伸进出料工作台2的第一推棉板25和第二推棉板26中，夹爪11闭合夹紧并取走一组成品棉片组中的N列成品棉片5，数值N被数值M整除，机械手1移动到指定位置松开夹爪11放下成品棉片5，然后再移动到当前一组成品棉片组中剩余的成品棉片5上方，再次下行抓取成品棉片5，如此循环直至当前一组成品棉片组被全部取走，然后开始准备下一组成品棉片组的抓取。

在机械手1抓取一组成品棉片组的同时，动刀35保持往复直线运动切断棉片，出料工作台2的第一链条23和第二链条24保持同步运动，带动固定在第一链条23上的第一推棉板25和固定在第一链条24上的第一推棉板26运动。

本发明还涉及一种棉布切片机器的自动出料方法，从新的一组成品棉片的切片出料开始，来描述该自动出料方法的主要步骤如图3至图6所示。假设新的一组成品棉片组的起头靠在第一推棉板25的侧面。

第一步：如图3所示，机械手1开始抓取出料台面22上位于最前方的一组成品棉片组，每次抓取N列，N可被M整除；动刀35做往复直线运动，新一组成品棉片组的第一个棉片组被切断并被推向第一推棉板25的侧面竖直依靠放置；第一链条23和第二链条24以相同的运行速度V1保持同步运动，棉片组均按图3中所示的方向被推动着向前移动；动刀35保持往复运动，直到裁切完成X个棉片组；

第二步：如图4所示，机械手1完成当前成品棉片组中最后N列成品棉片5的抓取，移动到出料工作台2的上方保持停止状态；切片主机3的动刀35退到远止点并停止运动；第一链条23停止运动；新的一组成品棉片组形成，长度为L；

第三步：如图5所示，此时第二链条24继续保持运动，运行速度为V2，直到第二推棉板26翻转运动到台面22上方并且第二推棉板26的一侧接触到新的一组成品棉片组，此时第二链条24走过的距离为a，新的一组成品棉片组被第一步所述的第一推棉板25及当前步骤的第二推棉板26的一侧所夹紧。此时工作台面22上的三组成品棉片组的长度均为L；

第四步：如图6所示，第二链条24继续保持运动，运行速度为V3，此时第二链条24走过的距离为a，也即第二推棉板26移动距离为a。此时出料台2的台面22上的三组成品棉片组的长度从前到后分别为L-a，L+a，L-a；

第五步：跳转到第一步，开始下一组新的棉片组的切片和出料，将第一步至第四步中的第一推棉板25和第二推棉板26的陈述交换一下，在第一步中，新的棉片组在第二推棉板26的另一侧面开始，在第二步中第二链条24停止运动，在第三步和第四步中第一链条23继续保持运动，第一推棉板25做翻转、移动。

第六步：跳转到第一步，循环执行，直到一个棉卷被切片完成，整体停机换卷。

Claims (10)

1.一种棉料切片机器的自动出料系统，其特征在于，包括机械手(1)及切片主机(3)，其特征在于，还包括出料工作台(2)，其中：

切片主机(3)先将整幅棉料(4)纵向剖切成M条窄幅棉片，M条窄幅棉片在竖直向下输送的过程中再被连续横向切断，每次切断形成M片一定长宽规格的成品棉片(5)后出料至出料工作台(2)；

出料工作台(2)包括Y个等间距布置的棉片暂存机构及驱动机构，由驱动机构驱动Y个棉片暂存机构循环往复地由切片主机(3)所在位置向出料方向移动，当第y个棉片暂存机构，y＝1,…,Y，位于切片主机(3)所在位置时，在向出料方向移动的过程中第y个棉片暂存机构用于接纳切片主机(3)连续X次切断形成的X×M片成品棉片(5)，所有成品棉片(5)在第y个棉片暂存机构中以X行×M列的方式有序排列；

机械手(1)用于抓取棉片暂存机构中的成品棉片(5)，机械手(1)每次抓取N列成品棉片(5)后移动到指定位置放下成品棉片(5)，然后再抓取同一棉片暂存机构中剩余的N列成品棉片(5)，直至将同一棉片暂存机构中所有成品棉片(5)都抓取完毕后，再抓取下一棉片暂存机构中的成品棉片(5)。

2.如权利要求1所述的一种棉料切片机器的自动出料系统，其特征在于，所述切片主机(3)包括牵引机构一、剖切刀(31)、牵引机构二及横切刀，其中：

牵引机构一用于将所述整幅棉料(4)牵引至剖切刀(31)处；

剖切刀(31)用于将棉料(4)纵向剖切成所述M条窄幅棉片；

牵引机构二用于将所述M条窄幅棉片竖直向下牵引至横切刀处；

横切刀用于将M条窄幅棉片在竖直向下输送的过程中按一定长度横向连续切断，每次切断形成M片一定长宽规格的所述成品棉片(5)。

3.如权利要求2所述的一种棉料切片机器的自动出料系统，其特征在于，所述横切刀包括位置固定的定刀(34)及被曲柄滑块机构(33)驱动做往复直线运动的动刀(33)，定刀(34)配合动刀(33)将所述窄幅棉片切断成所述成品棉片(5)。

4.如权利要求1所述的一种棉料切片机器的自动出料系统，其特征在于，所述棉片暂存机构包括在所述成品棉片(5)的输送方向上间隔一定距离的第一推棉板(25)和第二推棉板(26)，X×M片所述成品棉片(5)以X行×M列的方式有序排列在第一推棉板(25)和第二推棉板(26)之间。

5.如权利要求4所述的一种棉料切片机器的自动出料系统，其特征在于，所述第一推棉板(25)和所述第二推棉板(26)的顶面具有相同齿形的梳状结构，且第一推棉板(25)的齿形与第二推棉板(26)的齿形在出料方向上重合布置。

6.如权利要求1或权利要求4所述的一种棉料切片机器的自动出料系统，其特征在于，所述驱动机构包括驱动单元一、驱动单元二、传动机构一及传动机构二；驱动单元一通过传动机构一驱动Y个所述棉片暂存机构的Y个所述第一推棉板(25)；驱动单元二通过传动机构二驱动Y个所述棉片暂存机构的Y个所述第二推棉板(26)。

7.如权利要求6所述的一种棉料切片机器的自动出料系统，其特征在于，所述传动机构一包括第一链条(23)；所述传动机构二包括第二链条(24)；所述出料工作台(2)还包括结构框架(21)及台面(22)；台面(22)水平固定在结构框架(21)的上面；在结构框架(21)的两侧对称平行布置有两组链条，每组链条包括第一链条(23)和第二链条(24)；Y个所述第一推棉板(25)的两端分别固定在两侧第一链条(23)的链板上，随着第一链条(23)运动；Y个所述第二推棉板(26)的两端分别固定在两侧第二链条(24)的链板上，随着第二链条(24)运动。

8.如权利要求7所述的一种棉料切片机器的自动出料系统，其特征在于，所述第一链条(23)及所述第二链条(24)位于所述台面(22)上方的部分为平直段，当所述第一推棉板(25)随着所述第一链条(23)及所述第二推棉板(26)随着所述第二链条(24)运动到平直段时，所述第一推棉板(25)和所述第二推棉板(26)均为竖直放置，且位于所述台面(22)的上方做水平运动。

9.如权利要求7所述的一种棉料切片机器的自动出料系统，其特征在于，所述第一链条(23)和第二链条(24)具有相同规格、相等长度，分别被所述驱动单元单独驱动，并且具有多种运行速度。

10.一种棉料切片机器的自动出料方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步：切片主机(3)的动刀(35)开始做往复直线运动，M条窄幅棉片被横向切断，获得新的第一行M片成品棉片(5)并被推向出料工作台(2)的第一推棉板(25)的侧面竖直依靠放置；机械手(1)开始抓取离切片主机(3)最远端的棉片暂存机构中的N列成品棉片(5)；工作台(2)的第一链条(23)和第二链条(24)以相同的运行速度V1保持同步运动，使得被横向切断的各行M片成品棉片(5)均被依序推动着往出料方向移动；动刀(35)保持往复运动，直到裁切完成X行成品棉片(5)；

第二步：机械手(1)完成第一步中所述最远端的棉片暂存机构中所有成品棉片(5)的抓取后，移动到出料工作台(2)的上方保持停止状态；动刀(35)退到远止点并停止运动；动刀(35)裁切完成X行成品棉片(5)，获得X×M片成品棉片(5)，并且所有成品棉片(5)以X行×M列的方式有序排列，且长度为L；X×M片成品棉片(5)定义为一组成品棉片组，此时，出料工作台(2)的台面(22)上有三组成品棉片组，沿着成品棉片(5)在出料工作台(2)上的移动方向，从切片主机(3)所在位置至出料方向三组成品棉片组的长度分别为L、L-a、L+a；

第三步：第一链条(23)停止运动，第二链条(24)保持运动，运行速度为V2，直到原先位于台面(22)下方的一个第二推棉板(26)翻转运动到台面(22)上方并接触到成品棉片(5)，使得长度L的成品棉片组分别被第一步所述的第一推棉板(25)及当前的第二推棉板(26)的一个侧面所夹紧，此时第二链条(24)走过的距离为a；

第四步：第一链条(23)继续保持停止，第二链条(24)继续保持运动，运行速度为V3，此时第二链条(24)走过的距离为a；

第五步：动刀(35)开始做往复直线运动，新一行M片成品棉片(5)被切断并被推向第四步所述第二推棉板(26)的另一侧面竖直放置；机械手(1)开始抓取最远端的棉片暂存机构中的N列成品棉片(5)；第一链条(23)和第二链条(24)以相同的运行速度V1保持同步运动；动刀(35)保持往复运动，直到裁切完成X行成品棉片；

第六步：机械手(1)完成第五步所述最远端的棉片暂存机构中所有成品棉片(5)的抓取后，移动到出料工作台(2)的上方保持停止状态；动刀(35)退到远止点并停止运动，新的一组成品棉片组形成，长度为L；

第七步：第二链条(24)停止运动，第一链条(23)保持运动，运行速度为V2，直到第一推棉板(25)翻转运动到台面(22)上方并接触到新的一组成品棉片组，新的一组成品棉片组被第四步所述第二推棉板(26)的另一侧及当前的第一推棉板(25)所夹紧，此时第一链条(23)走过的距离为a；

第八步：第二链条(24)继续保持停止，第一链条(23)继续保持运动，运行速度为V3，此时第一链条(23)走过的距离为a；

第九步：回到第一步，循环执行，直到一个棉卷被切片完成，整体停机换卷。