CN204913881U - 配套卷绕机的轨道式助力机械手系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种配套卷绕机的轨道式助力机械手系统，包括传送系统，执行系统，PLC系统，支撑机构；所述传送系统位于卷绕单元机装卸口一侧，所述支撑机构位于传送系统上方，所述支撑机构包括脚架和横梁，所述执行系统悬挂于支撑机构的横梁，与卷绕单元机装卸口位置对应，所述执行系统设置有若干套，若干执行系统与卷绕单元机一一对应，所述PLC系统控制执行系统动作。实现了配套卷绕机的自动化助力机械化系统，在整个操作过程中，只需几个工人便可完成整个卷绕单元机部分的生产。将原本需要消耗大量人力的环节实现自动化，提高了生产效率，增进了工艺水平，缩减了人工成本，进一步提升了企业利润，为大批量生产作业强化了生产基础。

Description

配套卷绕机的轨道式助力机械手系统

技术领域

本实用新型涉及纺织技术领域，特别涉及一种配套卷绕机的轨道式助力机械手系统。

背景技术

卷绕机是一种用以使加工中所得到的初生纤维(包括长丝或短纤维丝束等)给予进一步的补充加工，并使之形成一定卷装形式的专用机械。包括给湿上油部分、拉伸或导丝部分、卷绕部分和电器拖动及控制部分。

DTY、FDY、POY丝在加工成卷装形式部分，缺少实现配套卷绕机的自动化助力机械系统，仍然使用传统的人工方式，每一台单独的卷绕单元机都需要至少一个工人来操作，工人首先需要将空卷筒搬运至卷绕单元机旁边，然后将空卷筒安装于卷绕杆上，并将另一根卷绕杆上的成形丝卷卸取，最后把成形丝卷装箱运走。在整个操作过程中，耗时耗力，人工的介入导致整个卷绕机的生产效率大幅下降，当下与日俱增的人工成本也给本就利润单薄的纺织企业带来非常大的负担。在全球推动工业4.0的大背景下，这种工业2.0时代的产物显然无法胜任时代的要求。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种配套卷绕机的轨道式助力机械手系统，通过该系统的建立，实现了配套卷绕机的自动化助力机械化系统，在整个操作过程中，只需几个工人便可完成整个卷绕单元机部分的生产。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种配套卷绕机的轨道式助力机械手系统，包括传送系统，执行系统，PLC系统，支撑机构；传送系统位于卷绕单元机装卸口一侧，支撑机构位于传送系统上方，支撑机构包括脚架和横梁，执行系统悬挂于支撑机构的横梁，与卷绕单元机装卸口位置对应，执行系统设置有若干套，若干执行系统与卷绕单元机一一对应，PLC系统控制执行系统动作。

通过采用上述技术方案，PLC系统控制执行系统的运转，执行系统的运转完成整个上下料动作，通过传送系统完成空卷筒和成形丝卷的运输，从而实现配套卷绕机的自动化助力机械系统，改变了传统使用人工的方式，每一台单独的卷绕单元机都有对应的执行系统来操作，工人只需要将空卷筒搬运至传送系统旁边，然后将整箱成品从传送系统卸取即可。实现了配套卷绕机的自动化助力机械化系统，在整个操作过程中，只需几个工人便可完成整个卷绕单元机部分的生产，极大地提高了生产效率，缩减了人工成本，进一步提升了企业利润，为大批量生产作业提供了生产保障。

本实用新型进一步设置为：传送系统包括两套平行设置的传送机构，每套传送机构包括两个传动基座，传动基座内设置有驱动电机，两个传动基座上均设置有传动辊，两传动辊上套设有传送带，驱动电机同传动辊连接，传送带一侧设置有过渡平板。

通过采用上述技术方案，驱动电机带动传动辊运动，传动辊带动传送辊的运动，两条平行设置的传送带可以同时完成上下料，靠近卷绕单元机一侧的传送带负责运输卸取装箱的成形丝卷，通过过渡平板传送运送至下一个环节，另一条传送带则载运着空卷筒，完成空卷筒的更换，可以解决安装空卷筒和卸取成形丝卷需要人工操作的问题。

本实用新型进一步设置为：执行系统包括平衡吊主机、机械臂、机械手，平衡吊主机与横梁连接，机械臂与平衡吊主机转动连接，机械手与机械臂活动连接。

通过采用上述技术方案，平衡吊主机带动机械臂360度旋转，机械臂可以实现伸缩和角度调节功能，机械手实现安装空卷筒和卸取成形丝卷功能。

本实用新型进一步设置为：平衡吊主机包括机座，机座固定于支撑机构的横梁，机座上设置有机身，机身内部设置有步进电机，机身下方连接设置有主机盘，主机盘上设置转动轴，转动轴与机身内部步进电机连接且伸出于主机盘下方，传动连接转盘，转盘与主机盘之间设置有若干滚珠，机械臂固定于转盘上。

通过采用上述技术方案，通过固定平衡吊主机的转动轴带动带动转盘旋转，滚珠减少了转盘与主机盘之间的摩擦，实现机械臂360度的运动，从而最大限度的实现机械臂的工作范围。

本实用新型进一步设置为：机械臂包括六个活动关节，分别为第一关节、第二关节、第三关节、第四关节、第五关节和第六关节，六个活动关节依次连接，第一关节固定于转盘上，第二关节与第一关节上下伸缩连接，第三关节与第二关节上下伸缩连接，第三关节一侧设置有横向部位，横向部位包括凸出臂体，凸出臂体上设置有两个支撑条，支撑条上开设有可供第四关节横向运动的滑轨，第三关节上设置有控制第四关节横向运动的步进电机，第四关节与第三关节轴动连接，第四关节内设置有相连接的步进电机与角度传感器，控制第四关节的俯仰自由度，第五关节与第四关节伸缩连接，第六关节与第五关节伸缩连接，机械手固定于第六关节上。

通过采用上述技术方案，机械臂的第一关节、第二关节、第三关节之间的伸缩可以调整机械与料箱之间的直线距离，第三关节与第四关节之间的横向调整则可以解决抓取料箱不同位置的空卷筒和成形丝卷，第四关节的俯仰角度调节则进一步解决了抓取的角度和进取料的角度问题，第四关节、第五关节、第六关节的伸缩调节，则最大限度保障了解决安装空卷筒和卸取成形丝卷的操作范围，实现了机械臂的多种调节。

本实用新型进一步设置为：机械手包括基座、指尖关节、关节短连杆、关节长连杆、步进电机；基座固定于第六关节上，基座上设置有定位柱，关节长连杆与基座铰接，关节短连杆与关节长连杆铰接，指尖关节与关节短连杆铰接，指尖关节、关节短连杆、关节长连杆上分别设置有步进电机。

通过采用上述技术方案，步进电机分别控制指尖关节、关节短连杆、关节长连杆的运动轨迹，通过控制各个关节的张合，从而实现机械手抓取安装空卷筒和卸取成形丝卷功能。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：通过该系统的建立，实现了配套卷绕机的自动化助力，将原本需要消耗大量人力的环节实现自动化，提高了生产效率，增进了工艺水平，减少了人工对产品品质的干扰，缩减了人工成本，进一步提升了企业利润，为大批量生产作业提供了生产基础。

附图说明

图1是本实用新型配套卷绕机的轨道式助力机械手系统立体结构图；

图2是本实用新型配套卷绕机的轨道式助力机械手系统轴测图；

图3是图2中A部的放大图；

图4是本实用新型配套卷绕机的轨道式助力机械手系统执行系统中平衡主吊机和机械臂侧视图；

图5是本实用新型配套卷绕机的轨道式助力机械手系统执行系统中机械手立体结构图；

图6是本实用新型卷绕单元机侧视图。

附图说明：1、传送系统；2、执行系统；4、支撑机构；5、卷绕单元机；6、PLC系统；11、传动基座；12、传动辊；13、传送带；14、过渡平板；15、空卷筒；16、成形丝卷；17、料箱；21、机座；22、机身；23、主机盘；24、转动轴；25、滚珠；26、第一关节；27、第二关节；28、第三关节；29、滑轨；30、动轴；31、第四关节；32、第五关节；33、第六关节；34、基座；35、定位柱；36、关节长连杆；37、关节短连杆；38、指尖关节；39、转盘；40、支撑条；41、横梁；42、脚架；43、凸出臂体；51、圆辊。

具体实施方式

参照图1至图6对本实用新型一种配套卷绕机的轨道式助力机械手系统的实施例改进结构做进一步说明。

一种配套卷绕机的轨道式助力机械手系统，包括传送系统1，执行系统2，PLC系统6，支撑机构4；所述传送系统1位于卷绕单元机5装卸口一侧，所述支撑机构4位于传送系统1上方，所述支撑机构4包括脚架42和横梁41，所述执行系统2悬挂于支撑机构4的横梁41，与卷绕单元机5装卸口位置对应，所述执行系统2设置有若干套，若干执行系统2与卷绕单元机5一一对应，所述PLC系统6控制执行系统2动作。

所述传送系统1包括两套平行设置的传送机构，所述每套传送机构包括两个传动基座11，所述传动基座11内设置有驱动电机，两个传动基座11上均设置有传动辊12，两传动辊12上套设有传送带13，所述驱动电机同传动辊12连接，所述传送带13一侧设置有过渡平板14。

所述执行系统2包括平衡吊主机、机械臂、机械手，平衡吊主机与横梁41连接，机械臂与平衡吊主机转动连接，机械手与机械臂活动连接。

所述平衡吊主机包括机座21，所述机座21固定于支撑机构4的横梁41，所述机座21上设置有机身22，所述机身22内部设置有步进电机，所述机身22下方连接设置有主机盘23，所述主机盘23上设置转动轴24，转动轴24与机身22内部步进电机连接且伸出于主机盘23下方，所述转动轴24连接转盘39，转盘39与主机盘23之间设置有若干滚珠25，所述机械臂固定于转盘39上。

所述机械臂包括六个活动关节，分别为第一关节26、第二关节27、第三关节28、第四关节31、第五关节32和第六关节33，所述六个活动关节依次连接，所述第一关节26固定于转盘39上，第二关节27与第一关节26上下伸缩连接，第三关节28与第二关节27上下伸缩连接，所述第三关节28一侧设置有横向部位，横向部位包括凸出臂体43，所述凸出臂体43上设置有两个支撑条40，所述支撑条40上开设有可供第四关节31横向运动的滑轨29，所述第三关节28上设置有控制第四关节31横向运动的步进电机，第四关节31与第三关节28通过一根可以活动的动轴30进行轴动连接，所述第四关节31内设置有相连接的步进电机与角度传感器，控制第四关节31的俯仰自由度，第五关节32与第四关节31伸缩连接，第六关节33与第五关节32伸缩连接，机械手固定于第六关节33上。

所述机械手包括基座34、指尖关节38、关节短连杆37、关节长连杆36、步进电机；所述基座34固定于第六关节33上，所述基座34上设置有定位柱35，所述关节长连杆36与基座34铰接，所述关节短连杆37与关节长连杆36铰接，所述指尖关节38与关节短连杆37铰接，所述指尖关节38、关节短连杆37、关节长连杆36上分别设置有步进电机。

工人驾驶叉车将载满空卷筒15的料箱17通过过渡平板14放置于相距卷绕单元机5较远一侧的传送带13，传送带13在驱动电机的驱动下带动传动基座11上传动辊12转动，传动辊12带动传送带13运动，将载满空卷筒15的料箱17运送至指定位置。

当料箱17到达指定位置后，平衡吊主机通过转盘39带动机械臂旋转，当旋转至对应料箱17的位置时停止，此时机械臂第二关节27、第三关节28伸出，伸出到一定长度时停止，第四关节31首先在横向滑轨29上作横向运动，运动至对应空卷筒15的位置时停止，然后进行俯仰角度调节，调节至垂直，第五关节32、第六关节33依次伸出至合适位置，机械手基座34上指尖关节38、关节短连杆37、关节长连杆36在步进电机的控制下向外张开，将定位柱35对应好空卷筒15的筒心插入，机械手上指尖关节38、关节短连杆37、关节长连杆36在步进电机的控制下向内闭合，将空卷筒15抓起。

此时，机械臂第五关节32、第六关节33开始回缩至合适位置，第四关节31俯仰角度调整至水平，平衡吊主机上的转盘39再次带动机械臂旋转，旋转至对应卷绕单元机5的位置停止，第二关节27、第三关节28调整伸出长度至合适位置，对应好卷绕单元机5上放置空卷筒15的一根圆辊51，第五关节32、第六关节33依次伸出，直至空卷筒15装载于圆辊51上，机械手上指尖关节38、关节短连杆37、关节长连杆36在步进电机的控制下向外张开，第五关节32、第六关节33回缩至合适位置，卷绕单元机5内两根圆辊51开始旋转，放满空卷筒15的圆辊51运动至工作区域，已经完成成形丝卷16卷绕的圆辊51运动至原来放置空卷筒15的圆辊51的位置，机械臂第五关节32、第六关节33的依次伸出，定位柱35对应好成形丝卷16筒心，机械手上指尖关节38、关节短连杆37、关节长连杆36在步进电机的控制下向内闭合，将成形丝卷16抓起。第五关节32、第六关节33开始回缩至合适位置，第四关节31调整俯仰角度至垂直，对应于相邻卷绕单元机5一侧的传送带13上的空料箱17。

机械臂第五关节32、第六关节33开始伸出至合适位置，机械手上指尖关节38、关节短连杆37、关节长连杆36在步进电机的控制下向外张开，将成形丝卷16放置于传送带13上的空料箱17，机械臂第五关节32、第六关节33开始回缩至合适位置。传送带13将载满成形丝卷16的料箱17运送至过渡平板14一侧，通过过渡平板14放置于等候在此的叉车，最后由工人驾驶叉车运送至指定位置。至此，整个配套卷绕机的轨道式助力机械手系统完成一次完整的流程动作，此后只需依此往复循环。

总之，本实用新型的配套卷绕机的轨道式助力机械手系统，实现了配套卷绕机的自动化助力机械化系统，在整个操作过程中，只需几个工人便可完成整个卷绕单元机5部分的生产。将原本需要消耗大量人力的环节实现自动化，提高了生产效率，增进了工艺水平，减少了人工对产品品质的干扰，缩减了人工成本，进一步提升了企业利润，为大批量生产作业提供了生产基础。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种配套卷绕机的轨道式助力机械手系统，其特征在于：包括传送系统，执行系统，PLC系统，支撑机构；所述传送系统位于卷绕单元机装卸口一侧，所述支撑机构位于传送系统上方，所述支撑机构包括脚架和横梁，所述执行系统悬挂于支撑机构的横梁，与卷绕单元机装卸口位置对应，所述执行系统设置有若干套，若干执行系统与卷绕单元机一一对应，所述PLC系统控制执行系统动作。

2.根据权利要求1所述的配套卷绕机的轨道式助力机械手系统，其特征是：所述传送系统包括两套平行设置的传送机构，所述每套传送机构包括两个传动基座，所述传动基座内设置有驱动电机，两个传动基座上均设置有传动辊，两传动辊上套设有传送带，所述驱动电机同传动辊连接，所述传送带一侧设置有过渡平板。

3.根据权利要求1所述的配套卷绕机的轨道式助力机械手系统，其特征是：所述执行系统包括平衡吊主机、机械臂、机械手，平衡吊主机与横梁连接，机械臂与平衡吊主机转动连接，机械手与机械臂活动连接。

4.根据权利要求3所述的配套卷绕机的轨道式助力机械手系统，其特征是：所述平衡吊主机包括机座，所述机座固定于支撑机构的横梁，所述机座上设置有机身，所述机身内部设置有步进电机，所述机身下方连接设置有主机盘，所述主机盘上设置转动轴，转动轴与机身内部步进电机连接且伸出于主机盘下方，所述传动连接转盘，转盘与主机盘之间设置有若干滚珠，所述机械臂固定于转盘上。

5.根据权利要求4所述的配套卷绕机的轨道式助力机械手系统，其特征是：所述机械臂包括六个活动关节，分别为第一关节、第二关节、第三关节、第四关节、第五关节和第六关节，所述六个活动关节依次连接，所述第一关节固定于转盘上，第二关节与第一关节上下伸缩连接，第三关节与第二关节上下伸缩连接，所述第三关节一侧设置有横向部位，横向部位包括凸出臂体，所述凸出臂体上设置有两个支撑条，所述支撑条上开设有可供第四关节横向运动的滑轨，所述第三关节上设置有控制第四关节横向运动的步进电机，第四关节与第三关节轴动连接，所述第四关节内设置有相连接的步进电机与角度传感器，控制第四关节的俯仰自由度，第五关节与第四关节伸缩连接，第六关节与第五关节伸缩连接，机械手固定于第六关节上。

6.根据权利要求5所述的配套卷绕机的轨道式助力机械手系统，其特征是：所述机械手包括基座、指尖关节、关节短连杆、关节长连杆、步进电机；所述基座固定于第六关节上，所述基座上设置有定位柱，所述关节长连杆与基座铰接，所述关节短连杆与关节长连杆铰接，所述指尖关节与关节短连杆铰接，所述指尖关节、关节短连杆、关节长连杆上分别设置有步进电机。