CN116354171A - 一种全自动玻纤纱卷卸纱机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种全自动玻纤纱卷卸纱机器人，设置在拉丝机和绕丝筒货架之间，绕丝筒货架的一侧设置有纱车；包括天轨平移系统、旋转升降系统、机头纱清除系统、卸放纱系统和取放绕丝筒系统；所述天轨平移系统包括横向移动单元和纵向移动单元；所述旋转升降系统包括旋转单元和升降单元；所述机头纱清除系统包括勾刀单元、刮纱单元以及动力单元；所述卸放纱系统包括托纱单元和剪纱单元；所述取放绕丝筒系统包括绕丝筒撑圆单元和绕丝筒抽推单元。本发明具有自动清除拉丝机上的机头纱，自动将绕丝筒套上拉丝机机头，自动将两卷纱之间的连线割断，能够实现卸纱过程的全自动化无人化的优点。

Description

一种全自动玻纤纱卷卸纱机器人

技术领域

本发明涉及机械设备技术领域，特别是涉及一种全自动玻纤纱卷卸纱机器人。

背景技术

玻璃纤维拉丝机生产出玻纤纱卷后，需要从拉丝机上搬运下来运走。单卷纱较重约20kg人工搬运较困难，目前市面上有成熟的卸纱机器人用于将纱卷搬运下来送到纱车上大大降低了人工劳动强度，但卸纱过程中需要人工一直在场做一些辅助工作。

现有的卸纱机器人功能：

1.只能实现纱卷的自动卸、放；

2.需要人工辅助清除拉丝机上的机头纱；

3.需要人工辅助将绕丝筒套上拉丝机机头；

4.需要人工辅助将多卷纱之间的连线割断。

现有卸纱机器人工作流程：

1.人工将机头纱清除；

2.人工切断2卷纱之间的连线，并按拉丝机上的呼叫卸纱按钮；

3.机器人接收到呼叫请求，机器人来拉丝机卸纱与称重；

4.机器人将纱卷放入纱车；

5.人工从拉丝机的货架上取绕丝筒并套在拉丝机的机头上。

但是，目前的生产方式存在车间人工工作环境恶劣，玻璃纤维粉尘较大、空气湿度大、气温较高，且需要人工一直在场配合机器工作有被机械碰撞的风险。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本专利申请所要解决的技术问题是如何提供一种自动清除拉丝机上的机头纱，自动将绕丝筒套上拉丝机机头，自动将两卷纱之间的连线割断，能够实现卸纱过程的全自动化无人化的全自动玻纤纱卷卸纱机器人。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种全自动玻纤纱卷卸纱机器人，设置在拉丝机和绕丝筒货架之间，绕丝筒货架的一侧设置有纱车；其特征在于，包括天轨平移系统、旋转升降系统、机头纱清除系统、卸放纱系统和取放绕丝筒系统；

所述天轨平移系统包括横向移动单元和纵向移动单元；所述旋转升降系统包括旋转单元和升降单元；所述机头纱清除系统包括勾刀单元、刮纱单元以及动力单元；所述卸放纱系统包括托纱单元和剪纱单元；所述取放绕丝筒系统包括绕丝筒撑圆单元和绕丝筒抽推单元。

其中，所述横向移动单元包括两个横向天轨，所述横向天轨内均安装有两个横向轨道滑轮，所述纵向移动单元包括两个纵向天轨，所述纵向天轨内均安装有两个纵向轨道滑轮，所述纵向天轨的两端与横向轨道滑轮通过滑轮座连接，其中一个所述纵向天轨上固定有控制箱，另一个所述纵向天轨上通过横向电机支架固定有横向电机，所述横向电机通过齿轮箱带动传动轴旋转，所述横向天轨正对固定安装有横向齿条，所述传动轴的两端固定有能够与横向齿条啮合的横向齿轮，所述纵向天轨上安装有用于对传动轴进行支撑的轴承座；两个所述纵向天轨的纵向轨道滑轮通过滑轮座与纵向电机支架固定连接，所述纵向电机支架固定有纵向电机，所述纵向电机通过齿轮箱与纵向齿轮连接，所述纵向天轨上固定有能够与纵向齿轮啮合的纵向齿条。

其中，所述旋转单元包括安装在纵向电机支架下端的蜗轮蜗杆转台，所述蜗轮蜗杆转台与旋转电机连接，所述蜗轮蜗杆转台向下固定有钢结构主体，所述升降单元包括安装在钢结构主体上的两个链轮以及安装在链轮外侧的链条和用于驱动链轮旋转的升降电机，所述链条的一侧安装有卸放纱系统和取放绕丝筒系统，所述链条的另一侧安装有机头纱清除系统。

其中，所述动力单元包括安装板，所述钢结构主体的两侧均安装有上下移动滑轨，所述上下移动滑轨的滑块与安装板固定连接，所述安装板与链条通过连接块固定连接，所述安装板上固定有前后移动直线模组，所述前后移动直线模组上安装有移动板，所述移动板上安装有电动摆台，所述电动摆台上安装有勾刀基座和刮刀基座，所述勾刀单元安装在勾刀基座上，所述刮纱单元安装在刮刀基座上，所述移动板上安装有安装支架，所述支架通过摄像机安装支架安装有第一摄像机。

其中，所述勾刀单元包括勾刀支座，勾刀支座与勾刀基座固定连接，所述勾刀支座上设置有勾刀滑槽，所述勾刀滑槽内滑动有勾刀滑杆，所述勾刀支座上安装有勾刀直线运动模组，所述勾刀直线运动模组的勾刀滑动组件通过勾刀滑块与勾刀滑杆固定连接，所述勾刀滑杆铰接有勾刀臂，所述勾刀臂铰接有勾刀，所述勾刀与勾刀支座铰接；

所述刮纱单元包括刮刀支座，所述刮刀支座上设置有刮刀滑槽，所述刮刀滑槽内滑动有刮刀滑杆，所述刮刀支座上安装有刮刀直线运动模组，所述刮刀直线运动模组的刮刀滑动组件通过刮刀滑块与刮刀滑杆固定连接，所述刮刀滑杆铰接有刮刀臂，所述刮刀臂铰接有刮刀，所述刮刀与刮刀支座铰接，且刮刀支座正对刮刀设置有刮刀槽。

其中，所述电动摆台上还安装有两根导向柱，所述拉丝机的机头固定有定位导向块，所述定位导向块正对拉丝机的机头的缺口设置有让位口，所述定位导向块上设置有能够与导向柱插接配合的导向孔。

其中，所述托纱单元包括升降滑板、一级伸缩机构、二级伸缩机构和两个托纱结构，所述升降滑板与钢结构主体上的上下移动滑轨的滑块固定连接，所述一级伸缩机构安装在升降滑板上，二级伸缩机构安装在一级伸缩机构上，所述二级伸缩机构上安装有托架，所述托纱结构间隔安装在托架上；

所述剪纱单元包括闸刀机构和电动剪刀，所述闸刀机构包括固定安装在二级伸缩机构上的闸刀直线模组，所述闸刀直线模组的闸刀滑块组件通过闸刀机架固定有闸刀安装架，所述闸刀安装架固定有刀架，所述刀架上安装有两个交错设置的刀片，两个刀片呈V形设置；所述一级伸缩机构上固定有中部支架和上部支架，所述上部支架固定安装在中部支架上，所述电动剪刀固定安装在剪刀支架上，所述剪刀支架固定安装在上部支架一端。

其中，所述一级伸缩机构包括固定安装在升降滑板上的两个第一直线导轨，所述第一直线导轨上的滑块固定有壳体，所述壳体上固定有第一齿条，所述升降滑板固定有第一传动箱，所述第一传动箱内固定有第一电机，所述第一电机的输出轴固定有能够与第一齿条啮合的第一齿轮；所述二级伸缩机构包括固定安装在壳体内的两个第二直线导轨，所述第二直线导轨上的滑块固定有第二传动箱，所述壳体内固定有第二齿条，所述第二传动箱内固定有第二电机，所述第二电机的输出轴固定有能够与第二齿条啮合的第二齿轮，所述托架和闸刀直线模组固定安装在第二传动箱上，所述中部支架固定安装在壳体上。

其中，所述绕丝筒撑圆单元包括固定安装在中部支架上的中部支撑板，所述中部支撑板上固定安装有伺服电缸，所述伺服电缸通过浮动接头连接有连接块，所述连接块呈T形，所述中部支撑板上贯穿设置有与连接块滑动配合的T形滑槽，所述中部支撑板上固定有第三直线导轨，所述第三直线导轨上的滑块与连接块固定连接，所述连接块的三个端部分别通过连杆铰接有四连杆机构，所述四连杆机构的一端固定在中部支撑板上，另一端固定有撑筒瓣，所述中部支撑板上固有后固定瓣和称重传感器，所述称重传感器上固定有前固定瓣；所述中部支撑杆的端部固定有第二摄像机。

其中，所述绕丝筒抽推单元包括固定安装在上部支架上的上部直线模组，所述上部直线模组的滑动组件固定有组合支架，所述组合支架上安装有浮动直线导轨，所述上部直线模组上安装有能够对浮动直线导轨进行夹持的校正手指电缸，所述组合支架的下端固定有两个第四直线导轨，所述第四直线导轨上的滑块分别固定有前固定座和后固定座，所述组合支架上固定有第三电机，所述第三电机的输出轴向下穿过组合支架固定有主动链轮，所述组合支架上通过轮轴固定有从动链轮，所述主动链轮与从动链轮通过传动链条传动连接，所述前固定座和后固定座与传动链条的两侧固定连接且错位设置，所述前固定座和后固定座均固定有电动夹爪，所述电动夹爪的分别连接有外夹持臂和内夹持臂，所述内夹持臂的长度大于外夹持臂的长度，且两个外夹持臂的长度不同，所述内夹持臂的内侧均设置有沟槽。

综上，本发明具有自动清除拉丝机上的机头纱，自动将绕丝筒套上拉丝机机头，自动将两卷纱之间的连线割断，能够实现卸纱过程的全自动化无人化的优点。

附图说明

图1为本发明所述的一种全自动玻纤纱卷卸纱机器人的结构示意图。

图2为图1另一个方位的结构示意图。

图3为拉丝机的示意图。

图4为绕丝筒货架的示意图。

图5为纱车的示意图。

图6为天轨平移系统与旋转升降系统的示意图。

图7为图6另一个方位的示意图。

图8为机头纱清除系统的示意图。

图9为卸放纱系统的示意图。

图10为一级伸缩机构和二级伸缩机构的示意图。

图11为图10另一个方位的示意图。

图12为取放绕丝筒系统的示意图。

图13为绕丝筒撑圆单元的局部示意图。

图14为绕丝筒抽推单元的局部示意图。

图15为图14的另一个方位的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“上、下”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

如图1-15所示，一种全自动玻纤纱卷卸纱机器人，设置在拉丝机1和绕丝筒货架2之间，绕丝筒货架的一侧设置有纱车3；包括天轨平移系统4、旋转升降系统5、机头纱清除系统6、卸放纱系统7和取放绕丝筒系统8；

所述天轨平移系统悬挂于车间屋顶的承重工字梁9上，其包括横向移动单元和纵向移动单元；所述旋转升降系统包括旋转单元和升降单元；所述机头纱清除系统包括勾刀单元、刮纱单元以及动力单元；所述卸放纱系统包括托纱单元和剪纱单元；所述取放绕丝筒系统包括绕丝筒撑圆单元和绕丝筒抽推单元。

本实施例中，所述横向移动单元包括两个横向天轨11，所述横向天轨内均安装有两个横向轨道滑轮12，所述纵向移动单元包括两个纵向天轨13，所述纵向天轨内均安装有两个纵向轨道滑轮14，所述纵向天轨的两端与横向轨道滑轮通过滑轮座连接，其中一个所述纵向天轨上固定有控制箱15，另一个所述纵向天轨上通过横向电机支架固定有横向电机16，所述横向电机通过齿轮箱带动传动轴17旋转，所述横向天轨正对固定安装有横向齿条18，所述传动轴的两端固定有能够与横向齿条啮合的横向齿轮19，所述纵向天轨上安装有用于对传动轴进行支撑的轴承座；两个所述纵向天轨的纵向轨道滑轮通过滑轮座与纵向电机支架111固定连接，所述纵向电机支架固定有纵向电机112，所述纵向电机通过齿轮箱与纵向齿轮连接，所述纵向天轨上固定有能够与纵向齿轮啮合的纵向齿条113。通过两组横向齿轮齿条啮合结构，保证大跨度下运行受力均匀，齿条齿面向下布置，保证不粘飞丝；在齿轮下方安装有随动油槽，保证齿轮润滑；控制箱安装在纵向天轨上，一用过运动，通过控制箱中仅引出1组三相五线制电源线和1根通讯网线到拉丝机上方的拖链中。

本实施例中，所述旋转单元包括安装在纵向电机支架下端的蜗轮蜗杆转台114，所述蜗轮蜗杆转台与旋转电机115连接，所述蜗轮蜗杆转台向下固定有钢结构主体116，所述升降单元包括安装在钢结构主体上的两个链轮以及安装在链轮外侧的链条117和用于驱动链轮旋转的升降电机118，所述链条的一侧安装有卸放纱系统和取放绕丝筒系统，所述链条的另一侧安装有机头纱清除系统。通过旋转升降系统的设置，使得本机器人上工作部件朝向拉丝机或纱车工作。链条采用双排不锈钢链条，在链条的两侧悬挂部件。链条的一侧安装有卸放纱系统和取放绕丝筒系统，另一侧安装有机头纱清除系统，是基于安装空间有限和链条配重考虑。正面反面都安装有激光雷达，可实时监控机器人前后是否出现工人或其他障碍物，当障碍物进入一定范围，会控制机器人自动暂停运行。链条正面、背面工作部件反方向升降运动。

本实施例中，所述动力单元包括安装板21，所述钢结构主体的两侧均安装有上下移动滑轨119，所述上下移动滑轨的滑块与安装板固定连接，所述安装板与链条通过连接块固定连接，所述安装板上固定有前后移动直线模组22，所述前后移动直线模组上安装有移动板23，所述移动板上安装有电动摆台24，所述电动摆台上安装有勾刀基座25和刮刀基座26，所述勾刀单元安装在勾刀基座上，所述刮纱单元安装在刮刀基座上，所述移动板上安装有安装支架27，所述支架通过摄像机安装支架安装有第一摄像机28。

本实施例中，所述勾刀单元包括勾刀支座211，勾刀支座与勾刀基座固定连接，所述勾刀支座上设置有勾刀滑槽，所述勾刀滑槽内滑动有勾刀滑杆，所述勾刀支座上安装有勾刀直线运动模组212，所述勾刀直线运动模组的勾刀滑动组件通过勾刀滑块213与勾刀滑杆固定连接，所述勾刀滑杆铰接有勾刀臂214，所述勾刀臂铰接有勾刀215，所述勾刀与勾刀支座铰接；勾刀运动直线模组带动勾刀机构运动，勾刀机构的勾刀勾住机头纱；

所述刮纱单元包括刮刀支座216，所述刮刀支座上设置有刮刀滑槽，所述刮刀滑槽内滑动有刮刀滑杆，所述刮刀支座上安装有刮刀直线运动模组217，所述刮刀直线运动模组的刮刀滑动组件通过刮刀滑块218与刮刀滑杆固定连接，所述刮刀滑杆铰接有刮刀臂219，所述刮刀臂铰接有刮刀220，所述刮刀与刮刀支座铰接，且刮刀支座正对刮刀设置有刮刀槽。刮刀运动直线模组带动刮刀机构运动，刮刀机构的刮刀刮住被勾刀割断的机头纱。前后移动直线模组向后移动，将纱线从机头刮出，刮刀直线运动模组动作，刮刀机构放开被刮出的纱线，完成去机头纱的过程。

本实施例中，所述电动摆台上还安装有两根导向柱221，所述拉丝机的机头222固定有定位导向块223，所述定位导向块正对拉丝机的机头的缺口设置有让位口224，所述定位导向块上设置有能够与导向柱插接配合的导向孔225。

这样，第一相机，可拍摄拉丝机的机头的中心位置以定位导向块的让位口的周向位置，电动摆台可根据相机拍摄的让位口周向位置，自动调整匹配勾刀旋转，两根导向柱可以插入导向孔，保证机头稳定不自转。机构由前后移动直线模组驱动整体伸缩，在勾刀勾入沟槽后，前后移动直线模组带动勾刀向后运动，同时勾刀做轻微的旋转往复动作，最终割断纱线。刮刀驱动方式跟勾刀类似，用于将被勾刀割断的机头纱，从机头上剥离。

本实施例中，所述托纱单元包括升降滑板31、一级伸缩机构、二级伸缩机构和两个托纱结构32，所述升降滑板与钢结构主体上的上下移动滑轨的滑块固定连接，所述一级伸缩机构安装在升降滑板上，二级伸缩机构安装在一级伸缩机构上，所述二级伸缩机构上安装有托架33，所述托纱结构间隔安装在托架上；“托纱机构”为双工位取放夹具，每一个取放夹具工位可独立升降将纱卷托起；考虑到纱卷直径有偏差，将纱卷的托盘设计为可自适应摆动的柔性机构，当托板顶升托纱时，只有当托板受力到一定值时，托板摆动才会触发接近开关，系统才会认为完成了托纱动作。

所述剪纱单元包括闸刀机构和电动剪刀34，所述闸刀机构包括固定安装在二级伸缩机构上的闸刀直线模组35，所述闸刀直线模组的闸刀滑块组件通过闸刀机架固定有闸刀安装架36，所述闸刀安装架固定有刀架，所述刀架上安装有两个交错设置的刀片37，两个刀片呈V形设置；所述一级伸缩机构上固定有中部支架和上部支架，所述上部支架固定安装在中部支架上，所述电动剪刀固定安装在剪刀支架上，所述剪刀支架固定安装在上部支架一端。闸刀机构安装在托纱机构上，用于将两卷纱之间的连线勾断，两个刀片交错安装在两个纱卷托盘之间的刀架上，由闸刀直线模组驱动闸刀机构上行，将两卷纱之间的纱线挑断，即便未挑断，也能将纱线聚于V槽底部，再用电动剪刀将其剪断。刀片采用平直刀片成本低易于更换。

本实施例中，所述一级伸缩机构包括固定安装在升降滑板上的两个第一直线导轨311，所述第一直线导轨上的滑块固定有壳体312，所述壳体上固定有第一齿条313，所述升降滑板固定有第一传动箱，所述第一传动箱内固定有第一电机314，所述第一电机的输出轴固定有能够与第一齿条啮合的第一齿轮315；所述二级伸缩机构包括固定安装在壳体内的两个第二直线导轨316，所述第二直线导轨上的滑块固定有第二传动箱317，所述壳体内固定有第二齿条318，所述第二传动箱内固定有第二电机319，所述第二电机的输出轴固定有能够与第二齿条啮合的第二齿轮320，所述托架和闸刀直线模组固定安装在第二传动箱上，所述中部支架固定安装在壳体上。第一、二级伸缩机构主要由其对应的电机、齿轮齿条、直线导轨组成。第一、二级伸缩机构均由伺服电机驱动齿轮齿条，使工作系统做精准水平伸缩运动，由于一级伸缩长度不够，因此采用两级伸缩。

本实施例中，所述绕丝筒撑圆单元包括固定安装在中部支架上的中部支撑板，所述中部支撑板上固定安装有伺服电缸41，所述伺服电缸通过浮动接头42连接有连接块43，所述连接块呈T形，所述中部支撑板上贯穿设置有与连接块滑动配合的T形滑槽，所述中部支撑板上固定有第三直线导轨44，所述第三直线导轨上的滑块与连接块固定连接，所述连接块的三个端部分别通过连杆45铰接有四连杆机构46，所述四连杆机构的一端固定在中部支撑板上，另一端固定有撑筒瓣47，所述中部支撑板上固有后固定瓣48和称重传感器49，所述称重传感器上固定有前固定瓣441；所述中部支撑杆的端部固定有第二摄像机442。绕丝筒撑圆单元可将绕丝筒撑圆成标准形状，保证电动夹爪能准确卡入绕丝筒边缘推入，避免不规则形状下两个绕丝筒一起推入机头可能发生重叠；绕丝筒撑圆单元可将绕丝筒涨紧，避免转运过程中绕丝筒滑落。绕丝筒撑圆单元由伺服电缸驱动，经连杆系统带动左、右、下三片圆弧的撑筒瓣涨大缩小，前端的第二摄像机用于拍摄定位。

本实施例中，所述绕丝筒抽推单元包括固定安装在上部支架上的上部直线模组51，所述上部直线模组的滑动组件固定有组合支架52，所述组合支架上安装有浮动直线导轨，所述上部直线模组上安装有能够对浮动直线导轨进行夹持的校正手指电缸53，所述组合支架的下端固定有两个第四直线导轨54，所述第四直线导轨上的滑块分别固定有前固定座和后固定座，所述组合支架上固定有第三电机55，所述第三电机的输出轴向下穿过组合支架固定有主动链轮，所述组合支架上通过轮轴固定有从动链轮，所述主动链轮与从动链轮通过传动链条56传动连接，所述前固定座和后固定座与传动链条的两侧固定连接且错位设置，所述前固定座和后固定座均固定有电动夹爪57，所述电动夹爪的分别连接有外夹持臂58和内夹持臂59，所述内夹持臂的长度大于外夹持臂的长度，且两个外夹持臂的长度不同，所述内夹持臂的内侧均设置有沟槽511。

绕丝筒抽推单元能从绕丝筒货架上取下绕丝筒，并送入机头中。用电动夹爪从绕丝筒货架上抓住绕丝筒边缘并撑开，在套入绕丝筒撑圆机构中并撑圆。在将绕丝筒套入机头时，将电动夹爪顶部的沟槽卡入绕丝筒端部进行推动作。考虑到夹爪推入时与机头边缘碰撞的风险，将抽推机构进行了柔性化设计，增加浮动直线导轨及校正手指电缸，避免电动夹爪与机头刚性碰撞。

本实施例中，绕丝筒货架设计参考纱车，采用双面设计，分5层，宽度1.2米，容量300个。采用标准托盘高度设计，便于AGV或电动叉车运输。

具体的，工作流程如下：

1.机头纱清除：

机器人移动至拉丝机，利用第一摄像机拍照，调整定位后，前后移动直线模组伸出至勾纱工作位，勾刀勾入纱中，再往后拉，拉断机头纱。为防止拉断的机头纱仍然粘附在机头上，前后移动直线模组再次伸出至刮纱工作位，刮刀刮入残余纱线中，再后拉将残余纱线拉出机头，纱线在重力作用下落下。

2.切断多卷纱之间的连线：

机器人横移一小段距离，使托纱单元面向拉丝机，利用第一摄像机拍照，调整定位后，一级伸缩机构、二级伸缩机构伸出至卸纱工作位，将两卷纱都托起，托起完全托起两卷纱时，托盘上的到位传感器会触发，此时停止顶升。一级伸缩机构、二级伸缩机构后移，将两卷纱移动至闸线位，下降将后纱卷纱挂在机头上后，一级伸缩机构后移，将两卷纱分开一小段距离，闸刀上升，将两卷纱之间的连接线闸断，即便未闸断，也能利用V型刀将线束汇聚在一起，最终利用电动剪刀剪断，至此完成闸断两卷纱间连接线的工作。

3.卸纱与称重：

下降，将前纱卷放置在称重台上称重，再上升，将两卷纱都托起，一级伸缩机构、二级伸缩机构缩回，将后纱卷移动至称重台，下降，将后纱卷放置在称重台上称重。至此完成了两卷纱的卸纱与称重。称重时，利用称重传感器进行，即放置在前固定瓣上。

4.将纱卷放入纱车：

机器人移动至系统分配的纱车位置，利用第一摄像机拍照，调整定位后，托纱结构顶升，将两卷纱都托起，一级伸缩机构、二级伸缩机构伸出至卸纱工作位，下降将两卷纱放在纱车上，一级伸缩机构、二级伸缩机构再缩回。至此完成了两卷纱的放纱动作。纱车装满后，可通过呼叫人工或RGV取走满货架，并补充空货架。

5.取绕丝筒：

机器人移动至绕丝筒货架，利用第二摄像机拍照，调整定位后，上部直线模组驱动电动夹爪前行至接近绕丝筒的位置，驱动电动夹爪内移并排，再前伸使2个电动夹爪插入绕丝筒中心，2个电动夹爪闭合夹住纸筒边缘，后移将纸筒抽出一段距离，再驱动2个电动夹爪反向移动，使绕丝筒口部被拨开，后移将纸筒完全抽出并套在撑圆机构的尾部；机器人整体平移一小段至下个取绕丝筒位置，重复以上动作，将绕丝筒套在撑圆机构的前部。至此完成了取2个绕丝筒的动作。后固定瓣和前称重瓣有漫反射传感器，用于检测绕丝筒是否确实装到位。撑圆机构将2个纸筒撑圆撑紧，伺服电缸经浮动接头，驱动连接块前移，又带动包括短连杆、长连杆在内的四连杆机构运动，使3个撑筒瓣撑开，将绕丝筒撑紧、撑圆。绕丝筒抽取完毕后，可通过呼叫人工或RGV取走空货架，并补充满货架。

6.装绕丝筒：

机器人再移动至拉丝机，利用第二摄像机拍照，调整定位后，上部直线模组驱动2个电动夹爪内移一点，使2个电动夹爪上的沟槽对准绕丝筒边缘，前伸，利用电动夹爪的沟槽将后绕丝筒向前推，后绕丝筒挤前绕丝筒，直至将两个绕丝筒都推进并套在机头上，再缩回复位。拉丝机机头前端加装了圆锥导向盘，方便绕丝筒导入。当绕丝筒推到位后，对射传感器会被机头遮挡，此时代表推到位，再缩回爪手。至此完成了装2个绕丝筒的动作。

用卡槽推绕丝筒而不是直接用爪手抓住绕丝筒前推，是因为绕丝筒与机头之间直径方向上的间隙较小，只有约2mm，而爪手为了保证夹持强度必须做的较厚，如果利用较厚的爪手推绕丝筒，当入机头到位后，爪手厚度就会吃掉绕丝筒与机头之间的间隙，导致爪手与绕丝筒绷紧，此时若再抽出绷紧的爪手，会带出绕丝筒一起后退。而利用厚度较薄的沟槽替代夹爪夹持推绕丝筒，就能避免上述问题。

上部直线模组与夹爪安装支架之间的连接并非固定连接，而是柔性浮动连接。因为推绕丝筒时，夹爪与机头外壁间隙较小，为避免定位机械偏差导致夹爪与机头硬性碰撞，所以增加了浮动直线导轨以及校正手指电缸。当向机头推入绕丝筒时，校正手指电缸张开，此时机构下方的夹持系统变为可左右浮动的柔性状态，即便推入路径与机头有偏心，柔性系统也能自动校正。在其他工况，校正手指电缸保持夹持状态，柔性系统变为刚性系统不会晃动。

最后应说明的是：本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等统计数的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型。

Claims (10)

1.一种全自动玻纤纱卷卸纱机器人，设置在拉丝机和绕丝筒货架之间，绕丝筒货架的一侧设置有纱车；其特征在于，包括天轨平移系统、旋转升降系统、机头纱清除系统、卸放纱系统和取放绕丝筒系统；

所述天轨平移系统包括横向移动单元和纵向移动单元；所述旋转升降系统包括旋转单元和升降单元；所述机头纱清除系统包括勾刀单元、刮纱单元以及动力单元；所述卸放纱系统包括托纱单元和剪纱单元；所述取放绕丝筒系统包括绕丝筒撑圆单元和绕丝筒抽推单元。

2.根据权利要求1所述的一种全自动玻纤纱卷卸纱机器人，其特征在于，所述横向移动单元包括两个横向天轨，所述横向天轨内均安装有两个横向轨道滑轮，所述纵向移动单元包括两个纵向天轨，所述纵向天轨内均安装有两个纵向轨道滑轮，所述纵向天轨的两端与横向轨道滑轮通过滑轮座连接，其中一个所述纵向天轨上固定有控制箱，另一个所述纵向天轨上通过横向电机支架固定有横向电机，所述横向电机通过齿轮箱带动传动轴旋转，所述横向天轨正对固定安装有横向齿条，所述传动轴的两端固定有能够与横向齿条啮合的横向齿轮，所述纵向天轨上安装有用于对传动轴进行支撑的轴承座；两个所述纵向天轨的纵向轨道滑轮通过滑轮座与纵向电机支架固定连接，所述纵向电机支架固定有纵向电机，所述纵向电机通过齿轮箱与纵向齿轮连接，所述纵向天轨上固定有能够与纵向齿轮啮合的纵向齿条。

3.根据权利要求2所述的一种全自动玻纤纱卷卸纱机器人，其特征在于，所述旋转单元包括安装在纵向电机支架下端的蜗轮蜗杆转台，所述蜗轮蜗杆转台与旋转电机连接，所述蜗轮蜗杆转台向下固定有钢结构主体，所述升降单元包括安装在钢结构主体上的两个链轮以及安装在链轮外侧的链条和用于驱动链轮旋转的升降电机，所述链条的一侧安装有卸放纱系统和取放绕丝筒系统，所述链条的另一侧安装有机头纱清除系统。

4.根据权利要求3所述的一种全自动玻纤纱卷卸纱机器人，其特征在于，所述动力单元包括安装板，所述钢结构主体的两侧均安装有上下移动滑轨，所述上下移动滑轨的滑块与安装板固定连接，所述安装板与链条通过连接块固定连接，所述安装板上固定有前后移动直线模组，所述前后移动直线模组上安装有移动板，所述移动板上安装有电动摆台，所述电动摆台上安装有勾刀基座和刮刀基座，所述勾刀单元安装在勾刀基座上，所述刮纱单元安装在刮刀基座上，所述移动板上安装有安装支架，所述支架通过摄像机安装支架安装有第一摄像机。

5.根据权利要求3所述的一种全自动玻纤纱卷卸纱机器人，其特征在于，所述勾刀单元包括勾刀支座，勾刀支座与勾刀基座固定连接，所述勾刀支座上设置有勾刀滑槽，所述勾刀滑槽内滑动有勾刀滑杆，所述勾刀支座上安装有勾刀直线运动模组，所述勾刀直线运动模组的勾刀滑动组件通过勾刀滑块与勾刀滑杆固定连接，所述勾刀滑杆铰接有勾刀臂，所述勾刀臂铰接有勾刀，所述勾刀与勾刀支座铰接；

所述刮纱单元包括刮刀支座，所述刮刀支座上设置有刮刀滑槽，所述刮刀滑槽内滑动有刮刀滑杆，所述刮刀支座上安装有刮刀直线运动模组，所述刮刀直线运动模组的刮刀滑动组件通过刮刀滑块与刮刀滑杆固定连接，所述刮刀滑杆铰接有刮刀臂，所述刮刀臂铰接有刮刀，所述刮刀与刮刀支座铰接，且刮刀支座正对刮刀设置有刮刀槽。

6.根据权利要求1所述的一种全自动玻纤纱卷卸纱机器人，其特征在于，所述电动摆台上还安装有两根导向柱，所述拉丝机的机头固定有定位导向块，所述定位导向块正对拉丝机的机头的缺口设置有让位口，所述定位导向块上设置有能够与导向柱插接配合的导向孔。

7.根据权利要求1所述的一种全自动玻纤纱卷卸纱机器人，其特征在于，所述托纱单元包括升降滑板、一级伸缩机构、二级伸缩机构和两个托纱结构，所述升降滑板与钢结构主体上的上下移动滑轨的滑块固定连接，所述一级伸缩机构安装在升降滑板上，二级伸缩机构安装在一级伸缩机构上，所述二级伸缩机构上安装有托架，所述托纱结构间隔安装在托架上；

所述剪纱单元包括闸刀机构和电动剪刀，所述闸刀机构包括固定安装在二级伸缩机构上的闸刀直线模组，所述闸刀直线模组的闸刀滑块组件通过闸刀机架固定有闸刀安装架，所述闸刀安装架固定有刀架，所述刀架上安装有两个交错设置的刀片，两个刀片呈V形设置；所述一级伸缩机构上固定有中部支架和上部支架，所述上部支架固定安装在中部支架上，所述电动剪刀固定安装在剪刀支架上，所述剪刀支架固定安装在上部支架一端。

8.根据权利要求3所述的一种全自动玻纤纱卷卸纱机器人，其特征在于，所述一级伸缩机构包括固定安装在升降滑板上的两个第一直线导轨，所述第一直线导轨上的滑块固定有壳体，所述壳体上固定有第一齿条，所述升降滑板固定有第一传动箱，所述第一传动箱内固定有第一电机，所述第一电机的输出轴固定有能够与第一齿条啮合的第一齿轮；所述二级伸缩机构包括固定安装在壳体内的两个第二直线导轨，所述第二直线导轨上的滑块固定有第二传动箱，所述壳体内固定有第二齿条，所述第二传动箱内固定有第二电机，所述第二电机的输出轴固定有能够与第二齿条啮合的第二齿轮，所述托架和闸刀直线模组固定安装在第二传动箱上，所述中部支架固定安装在壳体上。

9.根据权利要求1所述的一种全自动玻纤纱卷卸纱机器人，其特征在于，所述绕丝筒撑圆单元包括固定安装在中部支架上的中部支撑板，所述中部支撑板上固定安装有伺服电缸，所述伺服电缸通过浮动接头连接有连接块，所述连接块呈T形，所述中部支撑板上贯穿设置有与连接块滑动配合的T形滑槽，所述中部支撑板上固定有第三直线导轨，所述第三直线导轨上的滑块与连接块固定连接，所述连接块的三个端部分别通过连杆铰接有四连杆机构，所述四连杆机构的一端固定在中部支撑板上，另一端固定有撑筒瓣，所述中部支撑板上固有后固定瓣和称重传感器，所述称重传感器上固定有前固定瓣；所述中部支撑杆的端部固定有第二摄像机。

10.根据权利要求1所述的一种全自动玻纤纱卷卸纱机器人，其特征在于，所述绕丝筒抽推单元包括固定安装在上部支架上的上部直线模组，所述上部直线模组的滑动组件固定有组合支架，所述组合支架上安装有浮动直线导轨，所述上部直线模组上安装有能够对浮动直线导轨进行夹持的校正手指电缸，所述组合支架的下端固定有两个第四直线导轨，所述第四直线导轨上的滑块分别固定有前固定座和后固定座，所述组合支架上固定有第三电机，所述第三电机的输出轴向下穿过组合支架固定有主动链轮，所述组合支架上通过轮轴固定有从动链轮，所述主动链轮与从动链轮通过传动链条传动连接，所述前固定座和后固定座与传动链条的两侧固定连接且错位设置，所述前固定座和后固定座均固定有电动夹爪，所述电动夹爪的分别连接有外夹持臂和内夹持臂，所述内夹持臂的长度大于外夹持臂的长度，且两个外夹持臂的长度不同，所述内夹持臂的内侧均设置有沟槽。

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