CN111959862B - 一种直线型棉花打包捆扎系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直线型棉花打包捆扎系统及方法，在棉花打包机和捆扎机之间，增加了两个棉包运送小车用于棉包中转，在不同工位上分别实现棉花打包和捆扎加工，有效节省了打包机的打包时间，通过一台捆扎机对应两台打包机，也有效提升了捆扎机的工作效率。该棉花打包捆扎系统及方法应用在棉花打包捆扎的加工过程中，两个小车分别对应两台打包机，打包机通过上压头实现对蓬松棉纤维的压紧压实，在形成紧密的棉包后，小车通过夹持手爪将棉包抓取出并运送到捆扎机中进行捆扎，捆扎完成后，捆扎机通过翻转机构将棉包运送到后续生产线。其中，两个小车交替从各自对应的打包机位置与捆扎机之间运送棉包，互不干扰。

Description

一种直线型棉花打包捆扎系统及方法

技术领域

本发明属于棉花自动化加工技术领域，具体涉及一种直线型棉花打包捆扎系统及方法。

背景技术

在传统的棉花打包捆扎加工过程中，打包和捆扎两项工作均在打包机上完成。捆扎头安装在打包机前后两侧，打包完成后，套箱上升到原位，前后两侧捆扎头横向移动到打包机工作台，贴紧棉包进行捆扎，捆扎完成后，通过打包机底座上的翻转机构将棉包移动到后续生产线。这种打包捆扎加工工艺存在两点缺陷：一、当捆扎棉包出现故障时，例如捆扎带崩断等，打包机则无法立刻开始下一道打包工作，这就得需要将生产线全部暂停用于排除故障，从而影响棉花加工生产效率；二、由于打包和捆扎在同一台设备上进行，则会导致捆扎时无法同时进行打包，从而降低了打包机的工作效率。

发明内容

为解决以上问题，本发明提出了一种直线型棉花打包捆扎系统及方法，其目的在于将打包和捆扎两项工作分开在不同设备上进行，打包机仅用于打包，而捆扎机则单独放置用于捆扎，打包与捆扎工序之间增加小车用于棉包中转，此种棉花打包捆扎方法及系统，可实现打包和捆扎同时进行，从而可提高这两种设备的工作效率；鉴于捆扎机工作耗时远低于打包机工作耗时，采取两台打包机配备一台捆扎机的方法，这样可提高棉花的整体加工效率；打包机与捆扎机之间有小车用于棉包的暂存中转，从而也可避免捆扎故障造成的棉花加工生产线整体停工。

本发明采用的技术方案如下：

第一方面，本发明提出了一种直线型棉花打包捆扎系统，包括第一打包机、第二打包机、捆扎机、第一小车、第二小车、轨道、控制系统；

第一小车、第二小车安装在轨道上，可沿轨道移动；第一小车、第二小车上均安装有夹持手爪，所述的夹持手爪在驱动装置驱动下，可相对于小车在水平方向上伸缩，两个小车分别对应两台打包机进行棉包抓取工作；所述轨道安装在打包机及捆扎机的前面，轨道长度覆盖打包机、捆扎机等三台设备的安装空间宽度，所述的控制系统控制第一打包机、第二打包机、捆扎机、第一小车、第二小车进行相应动作。

作为进一步技术方案，所述夹持手爪包括上爪、下爪、爪心推板和安装架，下爪固定在安装架上，上爪在竖直液压缸驱动下可沿着安装架两侧壁上下移动，在上爪、下爪之间设有爪心推板，爪心推板通过水平液压缸的驱动下水平运动。

作为进一步技术方案，所述的安装架的两侧壁上设有导向槽，上爪两端安装在导向槽内。

作为进一步技术方案，所述的竖直液压缸的缸体固定在底座上，活塞杆与上爪后端相连。

作为进一步技术方案，所述的上爪和下爪均为梳妆结构。

作为进一步技术方案，所述打包机包括底座和上压头，在所述的底座和上压头均设有开槽。

作为进一步技术方案，所述的上压头上的开槽与上爪配合，底座上的开槽与下爪配合。

作为进一步技术方案，所述的竖直液压缸、水平液压缸可由气缸代替。

作为进一步技术方案，所述捆扎机包括上压头、底座以及前后捆扎头，上压头可上下移动，前后捆扎头可横向移动。当棉包在捆扎机底座上就位需要捆扎时，捆扎头则横向移动到棉包位置，前后贴紧棉包进行捆扎，当小车夹持手爪给捆扎机放入棉包时，捆扎头则会横向移动到原位，以免和小车发生碰撞。

第二方面，本发明基于上述直线型棉花打包捆扎系统，还提出了一种棉花打包捆扎方法，如下：

工作时，在第一打包机完成对棉花的打包后，对应的第一小车将棉包抓取出运送到捆扎机中进行捆扎，然后第一小车回到第一打包机对应位置等待，在第二打包机完成对棉花的打包后，对应的第二小车将棉包抓取出运送到捆扎机中进行捆扎，然后第二小车回到第二打包机对应位置等待，两台打包机和两个小车配合交替将棉包运送到捆扎机，捆扎机完成对棉包的捆扎后，通过底座上的翻转机构将棉包移动到后续生产线。

与现有技术相比，本发明提供的一种直线型棉花打包捆扎方法及系统所具有的优势为：

打包和捆扎两道工序分别在打包机和捆扎机两种设备上独立进行，捆扎的同时也能够同时进行打包，从而提高了棉花加工生产效率；

打包机工作耗时要远大于捆扎机的工作耗时，因此该系统采取两台打包机对应一台捆扎机，同时为两台打包机分别配备一个小车用于棉包中转运送，这样的系统配置能够更进一步提高棉花加工生产效率。

运送小车作为打包机与捆扎机之间的中转设备，当捆扎机发生设备故障或捆扎故障时，可作为暂存缓冲，因此可避免整条棉花加工生产线的停工。

小车夹持手爪的爪心部位装有可伸缩推板，通过液压缸驱动来实现推板的伸出和收缩，其目的是为夹持手爪将棉包送入捆扎机后缩回时，配合夹持手爪顺利缩回，并保持棉包放置在捆扎机中的固定位置。

附图说明

图1是本发明专利的工作示意图；

图2是本发明专利的棉包抓取示意图；

图3是本发明专利的捆扎机示意图；

图4是本发明专利的小车夹持手爪示意图；

图5是本发明专利的工作过程流程图；

图6是本发明专利的控制系统框图；

图中：1、第一打包机；2、捆扎机；3、第二打包机；4、轨道；5、第二小车；6、第一小车；7、夹持手爪；8、上压头；9、底座；10、捆扎头；11、上压头；12、底座；13、推板；14、上爪，15下爪，16安装架，17竖直液压缸， 18水平液压缸。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本发明另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语解释部分:本发明中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在不足，为了解决如上的技术问题，本发明提出了一种直线型棉花打包捆扎系统及方法，打包和捆扎两个工作流程在打包机和捆扎机两种设备上分别独立进行，互不影响。采取一台捆扎机对应两台打包机方式，既能提高打包机工作效率，又能降低捆扎机闲置率。

本发明的一种典型的实施方式中，如图1所示，本发明提出的直线型棉花打包捆扎系统，主要由第一打包机1、捆扎机2、第二打包机3、小车轨道4、第二小车5、第一小车6及小车夹持手爪7组成；

第一打包机1、第二打包机3、捆扎机三台设备并行放置，捆扎机位于两台打包机中间；第二小车5、第一小车6安装在小车轨道4上，可沿轨道移动，两个小车分别对应两台打包机进行棉包抓取工作；小车轨道安装在打包机及捆扎机的前面，轨道长度覆盖打包机、捆扎机等三台设备的安装空间宽度。工作时，在第一打包机1完成对棉花的打包后，对应的第一小车6将棉包抓取出运送到捆扎机中进行捆扎，然后第一小车6回到第一打包机1对应位置等待，在第二打包机3完成对棉花的打包后，对应的第二小车5将棉包抓取出运送到捆扎机中进行捆扎，然后第二小车5回到第二打包机3对应位置等待，两台打包机和两个小车配合交替将棉包运送到捆扎机，捆扎机完成对棉包的捆扎后，通过底座上的翻转机构将棉包移动到后续生产线。所述两个小车在控制系统的行程控制作用下以及行程开关限制作用下，交替在各自对应打包机位置与捆扎机位置之间移动，将棉包从打包机运送到捆扎机，互不干扰。

如图2所示，第一打包机、第二打包机的结构相同，各自包括上压头8与底座9，上压头8与底座9上均设有开槽，小车夹持手爪7可从开槽伸入，对棉包进行抓取；打包机的上压头在液压系统驱动下，可实现上升和下降，上升到最高点即原位；打包时，套箱下降到底座，打包结束后，套箱上升到最高点即原位。

如图3所示，捆扎机主要由上压头11、底座12以及前后两个捆扎头10构成，捆扎机的上压头11和底座12两个部件上均设有开槽，上压头11在驱动装置驱动下可上下移动，小车夹持手爪将棉包送入捆扎机时，正好嵌入开槽内。前后捆扎头可横向移动。

当棉包在捆扎机底座上就位需要捆扎时，捆扎头则横向移动到棉包位置，前后贴紧棉包进行捆扎，当小车夹持手爪给捆扎机放入棉包时，捆扎头则会横向移动到原位，以免和小车发生碰撞。当小车夹持手爪将棉包送入捆扎机后，捆扎机上压头将棉包压紧，小车夹持手爪缩回，同时夹持手爪推板逐渐伸出顶住棉包，以免小车夹持手爪缩回时将棉包从捆扎机带出，并保持棉包放置于捆扎机底座上的固定位置；小车夹持手爪以及推板缩回到原位后，捆扎机前后捆扎头横向移动到棉包位置，并将棉包从前后两侧夹紧，然后进行捆扎工作；捆扎完成后，前后捆扎头横向移动到原位，上压头上移到原位，底座上的翻转机构将棉包移动到后续生产线。

如图4所示，夹持手爪7主要由上爪14、爪心推板13、下爪15、安装架 16、竖直液压缸17、水平液压缸18构成，其中下爪15固定在安装架的下部，在竖直液压缸17的驱动下，上爪14可实现上升下降，爪心推板13在水平液压缸18的驱动下可实现伸缩。上爪15的升降目的是为了抓取和推出棉包，以及抓取棉包时降低棉包的膨胀压力，爪心推板13的伸缩目的是为了将棉包从手爪推出至后续生产线。

作为进一步的，所述的安装架16的两侧壁上设有导向槽，上爪两端安装在导向槽内，沿着导向槽上下移动。

作为进一步的，所述的竖直液压缸的缸体固定在底座上，活塞杆与上爪后端相连；所述的水平液压缸的缸体固定在底座上，活塞杆与爪心推板13后端中心位置相连。

作为进一步的，所述的上爪和下爪均为梳状结构。

作为进一步的，所述的安装架16后端通过第一驱动装置或者第二驱动装置与小车车体相连。

上述的小车夹持手爪装置采用液压驱动，可实现夹持手爪的上爪升降，从而能够有效降低在抓取打包机上棉包时，棉包由于压缩而产生的膨胀压力；可实现夹持手爪的整体伸出和缩回，以避免抓取和送入棉包过程中和设备发生碰撞。

如图5所示，系统由2台打包机、2个小车和1台捆扎机构成，第一打包机 1对应着第一小车6，第二打包机3对应着第二小车5，两个小车将棉包交替运送到捆扎机2中进行捆扎，2台打包机以及对应着的小车，可实现分别独立工作，互补干扰。

如图6所示，直线型棉花打包捆扎系统中涵盖控制系统，控制系统可实现对 2台打包机以及捆扎机的信息发送与接收，同时也能够实现对2个小车的动作控制，如：小车的移动距离控制、夹持手爪伸缩控制、推板伸缩控制、上爪升降控制等。控制系统通过数据线与打包机、捆扎机和小车相连，可实现信息传送与接收；控制系统通过伺服驱动器控制小车的移动距离与位置，通过液压阀控制液压缸动作，实现小车夹持手爪的伸缩、推板的伸缩以及上爪的升降。

进一步的，小车通过伺服电机驱动，实现左右横向移动，小车轨道上安装行程开关以限制小车的极限位移。

具体工作方式：

第一打包机1与第二打包机3两台设备并行工作，棉包打完之后，发送打包完成信息给控制系统，同时打包机套箱上升到最高点即原位。

两台打包机对应的小车在打包机进行打包时，且已完成运送棉包工作后，回到原位，即正对打包机的位置，便于快速抓取棉包。

控制系统接收到打包完成信息之后，控制打包机对应的小车，伸出夹持手爪到打包机内，夹持手爪嵌入打包机底座和上压头的开槽内。夹持手爪伸出到位后，控制系统给打包机发送夹持手爪到位信息，打包机接收到信息后，控制上压头上升到原位，同时小车夹持手爪上爪14上升10cm(上升高度可调节)，以减轻棉包的膨胀压力。小车在抓牢棉包后，夹持手爪缩回，控制系统给打包机发出棉包已取出信息，打包机开始进行下一轮打包工作。

两个小车根据抓取棉包的先后顺序，交替将棉包送入捆扎机2。

以第一小车6先抓取到棉包为例。第一小车6在抓取出棉包后，然后发送小车就绪信息给捆扎机2，捆扎机2接收到小车6就绪信息后，检测捆扎机上压头11和捆扎头10是否已回到原位，回到原位后，则向控制系统发出捆扎机工作就绪信息。

控制系统接收到捆扎机2发出的就绪信息后，控制第一小车6横向移动到捆扎机2位置，控制小车夹持手爪7伸出，将棉包送入捆扎机2，送入到位后，控制系统发出棉包到位信息给捆扎机2。捆扎机2接收到信息后，控制上压头 11下降，将棉包压紧，并发送已压紧信息给控制系统，小车的夹持手爪7此时正好嵌入捆扎机底座12和上压头11的开槽内。控制系统接收到已压紧信息后，控制夹持手爪7缩回，同时控制推板13伸出，将棉包准确放置在捆扎机底座12 的固定位置上。小车夹持手爪7完全缩回后，将推板13缩回，然后控制系统控制第一小车6回到原位，即对应的第一打包机1位置。

在第一小车6的夹持手爪7和推板13完全收回后，控制系统发送棉包捆扎到位信息给捆扎机2，捆扎机2接收到信息后，控制捆扎头10横向移动到棉包位置，从前后两侧将棉包夹紧，开始捆扎，捆扎完成后，捆扎机上压头11上升到最高点及原位，捆扎头10横向移动回到原位，然后捆扎机底座12上的翻转机构，将捆扎完成的棉包移动到后续生产线。

在第一小车6完成棉包运送工作后，第二小车5如果已抓取出棉包并已就绪，则按照第一小车6同样的工作流程开始棉包运送工作。

需要说明的是，本发明专利的特定实施方案已经对本发明专利进行了详细描述，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明专利的精神和范围的情况下对它进行的各种显而易见的改变都在本发明专利的保护。

Claims (7)

1.一种直线型棉花打包捆扎系统，其特征在于，包括第一打包机、第二打包机、捆扎机、第一小车、第二小车、轨道和控制系统；

第一小车、第二小车安装在轨道上，可沿轨道移动；第一小车、第二小车上均安装有夹持手爪，所述的夹持手爪在驱动装置驱动下，可相对于小车在水平方向上伸缩，两个小车分别对应两台打包机进行棉包抓取工作；所述轨道安装在打包机及捆扎机的前面，轨道长度覆盖第一打包机、第二打包机、捆扎机三台设备的安装空间宽度，所述的控制系统控制第一打包机、第二打包机、捆扎机、第一小车、第二小车进行相应动作;

所述夹持手爪包括上爪、下爪、爪心推板和安装架，下爪固定在安装架上，上爪在竖直液压缸驱动下可沿着安装架两侧壁上下移动，在上爪、下爪之间设有爪心推板，爪心推板通过水平液压缸的驱动下水平运动,所述打包机包括底座和上压头，在所述的底座和上压头均设有开槽,所述的上压头上的开槽与上爪配合，底座上的开槽与下爪配合。

2.如权利要求1所述的一种直线型棉花打包捆扎系统，其特征在于，所述的安装架的两侧壁上设有导向槽，上爪两端安装在导向槽内。

3.如权利要求1所述的一种直线型棉花打包捆扎系统，其特征在于，所述的竖直液压缸的缸体固定在底座上，活塞杆与上爪后端相连。

4.如权利要求1所述的一种直线型棉花打包捆扎系统，其特征在于，所述的上爪和下爪均为梳状结构。

5.如权利要求1所述的一种直线型棉花打包捆扎系统，其特征在于，所述的竖直液压缸、水平液压缸可由气缸代替。

6.如权利要求1所述的一种直线型棉花打包捆扎系统，其特征在于，所述捆扎机包括上压头、底座以及前后捆扎头，所述捆扎机的上压头和底座上均设有开槽，且捆扎机的上压头可上下移动，前后捆扎头可横向移动。

7.利用权利要求1-6任一所述的直线型棉花打包捆扎系统对棉花进行打包捆绑方法，其特征在于，如下：

工作时，在第一打包机完成对棉花的打包后，对应的第一小车将棉包抓取出运送到捆扎机中进行捆扎，然后第一小车回到第一打包机对应位置等待，在第二打包机完成对棉花的打包后，对应的第二小车将棉包抓取出运送到捆扎机中进行捆扎，然后第二小车回到第二打包机对应位置等待，两台打包机和两个小车配合交替将棉包运送到捆扎机，捆扎机完成对棉包的捆扎后，通过底座上的翻转机构将棉包移动到后续生产线。

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