CN203764555U - 一种纺纱管自动分色分拣机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种纺纱管自动分色分拣机构，该分色分拣机构包括机架、第一输送装置、分色装置、分拣机器人和信号分析与处理装置，第一输送装置穿过机架，分色装置和分拣机器人分别固定连接在机架上，且分色装置和分拣机器人位于第一输送装置上方；分色装置的信号输入端与第一输送装置相对，分色装置的信号输出端与信号分析与处理装置的信号接收端连接，信号分析与处理装置的信号发射端与分拣机器人的信号接收端连接。该自动分色分拣机构可实现对不同颜色的纺纱管自动进行分色分拣，提高了分拣效率，避免人工分拣所带来的分拣效率低和误差高的问题，同时，设备结构紧凑，空间利用率高。

Description

一种纺纱管自动分色分拣机构

技术领域

本实用新型涉及一种纺纱管的分拣机构，具体来说，涉及一种纺纱管自动分色分拣机构。

背景技术

现有技术中，纺纱管的分拣只能依赖于常规的理管机进行简单的大小头理顺，然后分拣入纱管箱，而且理管过程中极易造成管子的破损且分拣速度很慢。纺纱管的分拣工作分为:分色、分大小头和码放入箱的过程。现有机械技术中,无法区分颜色。很多纺织厂依靠人工分色、分大小头、码放入箱，少数纺织厂使用常规的理管机区分大小头,但是硬性的机械操作容易造成纺纱管的破损。为了保证纺织厂的产量和效率，只能选择每台络筒机配备一台理管机，造成资金人员投入较高，分拣后搬运较麻烦，且会使纺织厂本就狭小的过道空间更加拥挤，同时设备的故障率较高。

实用新型内容

技术问题：本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种纺纱管自动分色分拣机构，该自动分色分拣机构可实现对不同颜色的纺纱管自动进行分色分拣，提高了分拣效率，避免人工分拣所带来的分拣效率低和误差高的问题，同时，设备结构紧凑，空间利用率高。

技术方案：为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种纺纱管自动分色分拣机构，该分色分拣机构包括机架、第一输送装置、分色装置、分拣机器人和信号分析与处理装置，第一输送装置穿过机架，分色装置和分拣机器人分别固定连接在机架上，且分色装置和分拣机器人位于第一输送装置上方；分色装置的信号输入端与第一输送装置相对，分色装置的信号输出端与信号分析与处理装置的信号接收端连接，信号分析与处理装置的信号发射端与分拣机器人的信号接收端连接。

进一步，所述的分拣机器人为工业机器人。

进一步，所述的分拣机器人的下部设有承载装置，该承载装置包括真空发生器、吸盘固定座和真空负压吸盘,真空发生器固定连接在分拣机器人的下部，吸盘固定座固定连接在真空发生器的下方，真空负压吸盘固定连接在吸盘固定座的下方。

进一步，所述的纺纱管自动分色分拣机构，还包括料框，料框位于分拣机器人下方；所述的料框的数量等于纺纱管颜色种类的数量。

进一步，所述的纺纱管自动分色分拣机构，还包括含有进料口和出料口的进料机，进料机与第一输送装置的进料端相连，进料机将纺纱管进行单层顺序排列，从出料口输出。

进一步，所述的进料机上设有排序机构，排序机构靠近进料机的出料口，该排序机构包括相互平行的分隔板、分离杆、气缸、移动挡板和定位杆；进料机出料口的底板上设有相互平行的第一通槽，移动挡板嵌至在第一通槽中，移动挡板的底端与气缸连接，分隔板、分离杆和定位杆分别固定连接在进料机上，分隔板沿着进料机的输送方向将进料机的出料口均匀分隔成相互平行的第一移动通道，每个第一移动通道的中部含有一个第一通槽，相邻的第一通槽和分隔板之间的距离大于一个纺纱管的厚度，小于两个纺纱管的厚度之和；定位杆比分隔板靠近进料机的出料口，定位杆相互平行，第一通槽和分隔板分别与一个定位杆相对应，相邻两个定位杆之间形成第二移动通道，第二移动通道的宽度等于相邻的第一通槽和分隔板之间的距离；分离杆位于定位杆上方，且分离杆与定位杆倾斜布设，分离杆与进料机底板之间的距离大于一个纺纱管的厚度，小于两个纺纱管的厚度之和。

进一步，所述的纺纱管自动分色分拣机构，还包括第二输送装置，第二输送装置位于进料机和第一输送装置之间，进料机的出料口和第二输送装置的进料端相连，第二输送装置的出料端与第一输送装置的进料端相连；所述的第一输送装置的输送速度大于第二输送装置的输送速度，第二输送装置的输送速度大于进料机的输送速度。

进一步，所述的第二输送装置包括表面设有与第二输送装置输送方向平行的隔条的第二输送带，第一输送装置包括表面设有与第一输送装置输送方向平行的呈行排列的凸起的第一输送带；第二输送带隔条之间的通道、第一输送装置中相邻的两行凸起之间的通道、进料机的第二移动通道相互对应。

进一步，所述的分拣机器人沿第一输送装置的传输方向布设，且每台分拣机器人分拣1—3种不同颜色的纺纱管。

进一步，所述的分色装置靠近第一输送装置进料端，且沿着第一输送装置的输送方向，第一输送装置先经过分色装置，后经过分拣机器人。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1.提高分拣工作效率。传统的纺纱管分色分拣工作需依靠多台理管机来实现。而本实用新型的纺纱管自动分色分拣机构，包括机架、第一输送装置、分色装置、分拣机器人和信号分析与处理装置，利用分色装置来识别位于第一输送装置上的纺纱管的颜色、位置和角度信息，并传递给信号分析与处理装置，信号分析与处理装置对这些信息分析后，向分拣机器人发出操作指示，分拣机器人依据操作指示，去分拣位于第一输送装置上的某种颜色的纺纱管。本实用新型仅依靠本身的单台机器，就可以实现对纺纱管自动分色分拣工作，大大提高了分拣工作效率。

2.结构紧凑，占用空间小，广泛适用于车间。由于纺织厂的生产车间中布设有多台纺织机器，可利用的空间有限。而现有技术中，分拣工作需要依靠多台理管机，占用空间大，不适用于车间。本实用新型仅仅依靠自身的一台机器，就可以完成对纺纱管的分色分拣工作。整个机构包括机架、第一输送装置、分色装置、分拣机器人和信号分析与处理装置，结构紧凑，占用空间小，广泛适用于车间。

3.分拣精度高。本实用新型的分色装置可以将输送过来的纺纱管大小头信息一起记录，并传给信号分析与处理装置，信号分析与处理装置对该信息分析后，向分拣机器人发出操作指示，分拣机器人控制真空负压吸盘旋转，达到将纺纱管大小头码放一致的目标。本实用新型通过分拣机器人柔性地将纺纱管码放进指定区域的料框中，不会对纺纱管造成损伤，并简化运输过程。

4.实现纺纱管的有序排列。本实用新型的进料机中设有排序机构，实现将排序杂乱，且可能堆叠在一起纺纱管，排列成单层，且有序。这样，为后续分拣机构进行分色工作奠定了基础，有利于提高分色分拣效率。

5．成本低。现有技术中，每台络筒机都要配备一台传统理管机。而本实用新型中，只要利用本实用新型的一台分色分拣机构，就可以满足若干台络筒机的需求，大大降低了纺织厂的经济成本。

附图说明

图1为本实用新型的一种结构示意图。

图2为本实用新型中承载装置的结构示意图。

图3为本实用新型的另一种结构示意图。

图4为本实用新型的进料机的局部俯视图。

图5为本实用新型的进料机的局部正视图。

图6为本实用新型中第一输送带的俯视图。

图7为本实用新型中第一输送带的侧视图。

图中有：机架1、第一输送装置2、第一输送带201、凸起202、分色装置3、分拣机器人4、信号分析与处理装置5、料框6、进料机7、第二输送装置8、第二输送带801、真空发生器9、吸盘固定座10、真空负压吸盘11、分隔板12、分离杆13、第一移动通道14、移动挡板15、定位杆16、第二移动通道17、第一通槽18、气缸19。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的技术方案进行详细的描述。

如图1所示，本实用新型的一种纺纱管自动分色分拣机构，包括机架1、第一输送装置2、分色装置3、分拣机器人4和信号分析与处理装置5。第一输送装置2穿过机架1。分色装置3和分拣机器人4分别固定连接在机架1上，且分色装置3和分拣机器人4位于第一输送装置2上方。分色装置3的信号输入端与第一输送装置2相对，分色装置3的信号输出端与信号分析与处理装置5的信号接收端连接，信号分析与处理装置5的信号发射端与分拣机器人4的信号接收端连接。

作为优选，分色装置3为工业机器视觉装置。该工业机器视觉装置为现有装置。工业机器视觉装置采用几何图案匹配技术，定位工元件，能适应旋转角度、比例和照明条件的变化，对输入的各种颜色纺纱管进行快速、高精度的识别和定位。几何匹配技术为现有技术，例如申请号为201210255648.4的中国专利申请文件公开的技术方案。信号分析与处理装置5用于实现对分色装置3传递的纺纱管位置、运行速度、颜色等信息进行分析处理，然后向分拣机器人4发出指令，使分拣机器人4在合适的时间、合适的位置抓取某种颜色的纺纱管。信号分析与处理装置5为现有技术，例如采用图形图像处理芯片、数字信号处理芯片（DSP芯片）来实现。信号分析与处理装置5中设有PAC运动控制系统和机器人控制系统。只要能够实信号分析与处理装置5功能的现有芯片皆可在本实用新型中应用。

进一步，所述的分拣机器人4为工业机器人，例如采用自由度3+1的Delta并联机构工业机器人，选择顺应性装配机器手臂（对应英文：Selective Compliance Assembly Robot Arm，简称：SCARA）机器人等等。工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人。工业机器人是自动执行工作的机器装置，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。工业机器人是现有技术，例如，《机械工程师》2005年04期，许果,王峻峰,何岭松发表的SCARA机器人；《计算机仿真》2004年03期，曹自洋,郝矿荣,翟雪琴发表的基于OpenGL的DELTA并联机器人实时动态仿真。本实用新型仅仅是将工业机器人利用于纺纱管的自动分色分拣工作中。例如，采用工业机器人中的SCARA机器人，或者3自由度并联机构机器人。3自由度并联机构机器人如Star Like 并联机构、Tsai 并联机构，或者DELTA并联机构。这些都是已知的广泛应用的3维移动空间机构。分拣机器人4沿第一输送装置2的传输方向布设，且每台分拣机器人4分拣1—3种不同颜色的纺纱管。分拣机器人4可以是一个，也可以多于一个。根据纺纱管的颜色种类，来设置分拣机器人4。通常，每台分拣机器人4分拣1—3种不同颜色的纺纱管，例如可以是2种不同颜色的纺纱管。

进一步，如图2所示，所述的分拣机器人4的下部设有承载装置，该承载装置包括真空发生器9、吸盘固定座10和真空负压吸盘11,真空发生器9固定连接在分拣机器人4的下部，吸盘固定座10固定连接在真空发生器9的下方，真空负压吸盘11固定连接在吸盘固定座10的下方。作为优选，真空负压吸盘11为多层真空负压吸盘。真空负压吸盘11抓取纺纱管时具备一定的按压力，依靠负压吸力实现纺纱管的抓取。

进一步，所述的纺纱管自动分色分拣机构还包括料框6，料框6位于分拣机器人4下方。分拣机器人4将其抓取的纺纱管放于料框6中，不同料框6盛放不同颜色的纺纱管。料框6的数量等于纺纱管颜色种类的数量。料框6内设有导向隔条，导向隔条固定连接在料框6的内壁上，且导向隔条相互平行。由于料框6的内部空间较大，采用导向隔条对料框6内部空间进行分隔，有利于纺纱管的有序排放。

进一步，所述的纺纱管自动分色分拣机构，还包括含有进料口和出料口的进料机7，进料机7与第一输送装置2的进料端相连，进料机7将纺纱管进行单层顺序排列，从出料口输出。如果纺纱管堆叠到一起，将增加分色装置3的识别难度和分拣机器人4抓取精度。为了便于分拣机器人4准确抓取的纺纱管，需要纺纱管在第一输送装置2上整齐排列，避免堆叠到一起。因此，设置进料机7，用于将纺纱管进行单层顺序排列。实现该功能的装置有很多，例如在进料机7的出料口增加一分离杆，分离杆和出料口底面之间的距离为大于一个纺纱管的厚度，小于两个纺纱管的厚度之和。这样，就避免了纺纱管的堆叠。本实用新型优选下面的结构。需要说明，下面的排序机构仅是一种例举，并非限定。本领域技术人员经过非创造性劳动，获得的能够实现纺纱管的单层排列的机构，均属于本实用新型的保护范围。

如图4和图5所示，所述的进料机7上设有排序机构，排序机构靠近进料机7的出料口，该排序机构包括相互平行的分隔板12、分离杆13、气缸19、移动挡板15和定位杆16；进料机7出料口的底板上设有相互平行的第一通槽18，移动挡板15嵌至在第一通槽18中，移动挡板15的底端与气缸19连接，分隔板12、分离杆13和定位杆16分别固定连接在进料机7上，分隔板12沿着进料机7的输送方向将进料机7的出料口均匀分隔成相互平行的第一移动通道14，每个第一移动通道14的中部含有一个第一通槽18，相邻的第一通槽18和分隔板12之间的距离大于一个纺纱管的厚度，小于两个纺纱管的厚度之和；定位杆16比分隔板12靠近进料机7的出料口，定位杆16相互平行，第一通槽18和分隔板12分别与一个定位杆16相对应，相邻两个定位杆16之间形成第二移动通道17，第二移动通道17的宽度等于相邻的第一通槽18和分隔板12之间的距离；分离杆13位于定位杆16上方，且分离杆13与定位杆16倾斜布设，分离杆13与进料机7底板之间的距离大于一个纺纱管的厚度，小于两个纺纱管的厚度之和。

该结构的排序机构的工作过程是：纺纱管从进料机7的进料口进入，纺纱管排序是杂乱的，且可能堆叠在一起。在输送带的输送下，进入第一移动通道14中。移动挡板15在气缸19的作用下，从第一通槽18中伸入第一移动通道14中。由于相邻的第一通槽18和分隔板12之间的距离大于一个纺纱管的厚度，小于两个纺纱管的厚度之和，所以移动挡板15将第一通槽18中的纺纱管分隔成两列，完成对纺纱管进行排序。移动挡板15在气缸19的作用下，上下往返周期性移动，使得每个第一通槽18中的纺纱管被分隔成两列。被分隔成列的纺纱管，在输送带的作用下继续向出料口移动，进入第二移动通道17中。由于分离杆13的阻挡作用，使得堆叠在一起的纺纱管被强行分离，位于下部的纺纱管从出料口输出，位于上部的纺纱管被分离杆13抵住，直至第二移动通道17中没有纺纱管，位于上部的纺纱管才下落，从出料口输出。这样既实现了单层排列，又实现了纺纱管成列有序排列。

进一步，如图3所示，所述的纺纱管自动分色分拣机构，还包括第二输送装置8，第二输送装置8位于进料机7和第一输送装置2之间，进料机7的出料口和第二输送装置8的进料端相连，第二输送装置8的出料端与第一输送装置2的进料端相连。第一输送装置2的输送速度大于第二输送装置8的输送速度，第二输送装置8的输送速度大于进料机7的输送速度。设置第二输送装置8，为了实现多级速度分离纺纱管。第一输送装置2的输送速度大于第二输送装置8的输送速度，这样，纺纱管在第一输送装置2上的间距会大于纺纱管在第二输送装置8上的间距。这使得纺纱管在第一输送装置2上保持一定的间距。如果纺纱管在第一输送装置2上靠得太近，分拣机器人4速度跟不上，不能及时抓取纺纱管。第一输送装置2和第二输送装置8用于传送纺纱管。除了前文中提到的利用输送带进行传输外，还可利用本领域常见的其他传送装置，例如，链轮式输送、滚轮式输送。

进一步，所述的第二输送装置8包括表面设有与第二输送装置8输送方向平行的隔条的第二输送带801。如图6和图7所示，第一输送装置2包括表面设有与第一输送装置2输送方向平行的呈行排列的凸起202的第一输送带201；第二输送带801隔条之间的通道、第一输送装置2中相邻的两行凸起202之间的通道、进料机7的第二移动通道17相互对应。这样便于经过进料机7排序后的纺纱管仍然能够保持有序的状态进入第二输送装置8和第一输送装置2中，被分色装置3识别，以便分拣机器人4抓取。隔条是一个单独的零件，可拆取下来重复使用。

进一步，所述的分色装置3靠近第一输送装置2进料端的上方，且沿着第一输送装置2的输送方向，第一输送装置2先经过分色装置3，后经过分拣机器人4。分色装置3位于分拣机器人4的前方，有利于分色装置3快速的识别纺纱管的颜色。分色装置3采集位于第一输送装置2上的纺纱管的颜色、位置和角度，并将该信息传递给信号分析与处理装置5。分色装置3可采用视觉传感器，或其他现有的视觉识别电子器件。

上述结构的纺纱管自动分色分拣机构的工作过程是：将各个络筒机输送出来的各种颜色的纺纱管一起倒入进料机7中，纺纱管从进料机7的出料端出来，进入第二输送装置8中。由于第二输送装置8上设置隔条，纺纱管在第二输送装置8中被整理为与输送方向平行、且不重叠的状态；然后纺纱管从第二输送装置8输送至第一输送装置2中。纺纱管在第一输送装置2中传送，连接在机架1上的分色装置3对位于第一输送装置2上的纺纱管进行辨别，并将纺纱管的位置、颜色、方向信息传送至信号分析与处理装置5，信号分析与处理装置5对其接受的信息进行分析和处理后，向分拣机器人4发出操作信号，分拣机器人4接收该操作信号后，按照操作信号中的时间去抓取某种颜色的纺纱管，通过真空发生器9产生负压，由真空负压吸盘11抓取某种颜色的纺纱管，并将纺纱管旋转一定角度理顺大小头后，放入料框6中，然后分拣机器人4再恢复初始位置和状态。分色装置3、分拣机器人4和信号分析与处理装置5重复上述过程，来实现所有纺纱管的分拣工作。这样就实现了纺纱管的自动分色分拣工作。利用本实用新型的机构去分色分拣纺纱管，每分钟可完成120根以上纺纱管的码放工作，大大提高了分色分拣工作效率。

本实用新型的创新之处在于，利用分色装置3、分拣机器人4和信号分析与处理装置5，来自动识别并抓取不同颜色的纺纱管。相对于现有的人工识别和分管工作，本实用新型实现了纺纱管自动分色分拣，提高了工作效率。

Claims (10)

1.一种纺纱管自动分色分拣机构，其特征在于，该分色分拣机构包括机架（1）、第一输送装置（2）、分色装置（3）、分拣机器人（4）和信号分析与处理装置（5），第一输送装置（2）穿过机架（1），分色装置（3）和分拣机器人（4）分别固定连接在机架（1）上，且分色装置（3）和分拣机器人（4）位于第一输送装置（2）上方；分色装置（3）的信号输入端与第一输送装置（2）相对，分色装置（3）的信号输出端与信号分析与处理装置（5）的信号接收端连接，信号分析与处理装置（5）的信号发射端与分拣机器人（4）的信号接收端连接。

2.按照权利要求1所述的纺纱管自动分色分拣机构，其特征在于，所述的分拣机器人（4）为工业机器人。

3.按照权利要求1所述的纺纱管自动分色分拣机构，其特征在于，所述的分拣机器人（4）的下部设有承载装置，该承载装置包括真空发生器（9）、吸盘固定座（10）和真空负压吸盘（11）,真空发生器（9）固定连接在分拣机器人（4）的下部，吸盘固定座（10）固定连接在真空发生器（9）的下方，真空负压吸盘（11）固定连接在吸盘固定座（10）的下方。

4.按照权利要求1所述的纺纱管自动分色分拣机构，其特征在于，还包括料框（6），料框（6）位于分拣机器人（4）下方；所述的料框（6）的数量等于纺纱管颜色种类的数量。

5.按照权利要求1所述的纺纱管自动分色分拣机构，其特征在于，还包括含有进料口和出料口的进料机（7），进料机（7）与第一输送装置（2）的进料端相连，进料机（7）将纺纱管进行单层顺序排列，从出料口输出。

6.按照权利要求5所述的纺纱管自动分色分拣机构，其特征在于，所述的进料机（7）上设有排序机构，排序机构靠近进料机（7）的出料口，该排序机构包括相互平行的分隔板（12）、分离杆（13）、气缸（19）、移动挡板（15）和定位杆（16）；进料机（7）出料口的底板上设有相互平行的第一通槽（18），移动挡板（15）嵌至在第一通槽（18）中，移动挡板（15）的底端与气缸（19）连接，分隔板（12）、分离杆（13）和定位杆（16）分别固定连接在进料机（7）上，分隔板（12）沿着进料机（7）的输送方向将进料机（7）的出料口均匀分隔成相互平行的第一移动通道（14），每个第一移动通道（14）的中部含有一个第一通槽（18），相邻的第一通槽（18）和分隔板（12）之间的距离大于一个纺纱管的厚度，小于两个纺纱管的厚度之和；定位杆（16）比分隔板（12）靠近进料机（7）的出料口，定位杆（16）相互平行，第一通槽（18）和分隔板（12）分别与一个定位杆（16）相对应，相邻两个定位杆（16）之间形成第二移动通道（17），第二移动通道（17）的宽度等于相邻的第一通槽（18）和分隔板（12）之间的距离；分离杆（13）位于定位杆（16）上方，且分离杆（13）与定位杆（16）倾斜布设，分离杆（13）与进料机（7）底板之间的距离大于一个纺纱管的厚度，小于两个纺纱管的厚度之和。

7.按照权利要求5或6所述的纺纱管自动分色分拣机构，其特征在于，还包括第二输送装置（8），第二输送装置（8）位于进料机（7）和第一输送装置（2）之间，进料机（7）的出料口和第二输送装置（8）的进料端相连，第二输送装置（8）的出料端与第一输送装置（2）的进料端相连；第一输送装置（2）的输送速度大于第二输送装置（8）的输送速度，第二输送装置（8）的输送速度大于进料机（7）的输送速度。

8.按照权利要求7所述的纺纱管自动分色分拣机构，其特征在于，所述的第二输送装置（8）包括表面设有与第二输送装置（8）输送方向平行的隔条的第二输送带（801），第一输送装置（2）包括表面设有与第一输送装置（2）输送方向平行的呈行排列的凸起（202）的第一输送带（201）；第二输送带（801）隔条之间的通道、第一输送装置（2）中相邻的两行凸起（202）之间的通道、进料机（7）的第二移动通道（17）相互对应。

9.按照权利要求1所述的纺纱管自动分色分拣机构，其特征在于，所述的分拣机器人（4）沿第一输送装置（2）的传输方向布设，且每台分拣机器人（4）分拣1—3种不同颜色的纺纱管。

10.按照权利要求1所述的纺纱管自动分色分拣机构，其特征在于，所述的分色装置（3）靠近第一输送装置（2）进料端，且沿着第一输送装置（2）的输送方向，第一输送装置（2）先经过分色装置（3），后经过分拣机器人（4）。