CN213738021U - 筒子纱自动装纱设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种筒子纱自动装纱设备,包括上纱设备和装纱设备，所述的上纱设备包括挂纱架、机械臂、筒子纱拾取夹具，所述机械臂设置在挂纱架上，所述筒子纱拾取夹具设置在机械臂的末端；所述装纱设备包括装纱设备机架、驱动滑轨、筒子纱乘托器和支撑纱竹，所述驱动滑轨安装在装纱设备机架上，所述支撑纱竹设置纱盘上，与纱竹相邻，所述的筒子纱乘托器连接在两个驱动滑轨上,可在所述支撑纱竹的顶部和底部之间滑动。整套筒子纱自动装纱设备不但能提升生产效率和经济效益，还在上纱装纱过程中减少接触到纱面的机会，令筒子纱染色后的质量得到有效控制。

Description

筒子纱自动装纱设备

技术领域

本实用新型涉及一套配合无人化染厂的自动化筒子纱装纱设备, 属于印染自动化技术领域。

背景技术

在纱线染色工业中, 一直以来都是以人手方法将绕了纱线的筒子纱叠放在纱架的纱竹上, 跟着将纱架运送进染色机的染缸内, 然后使用液压泵将染液在缸内循环流动,令染液内的微细颜料分子能渗入纱线的纤维组织内。这样以人手逐一将筒子纱叠放进纱竹的工序不但耗时费力, 还产生烦扰的纱筒撞击噪音, 又容易令筒芯受损, 缩短了筒芯的使用寿命。

随着科技的发展以及国家对自动化技术的积极推动, 作为一个重要工业产业的染整机械已被列入工业自动化的重点项目。为配合智能染厂项目发展, 上述使用人手操作的筒子纱装纱上料方法是为首要解决的一部份, 以机电控制代替人手去处理, 能大大提升生产效率和经济效益。为了全面打造无人化染厂的配置, 一套自动化筒子纱装纱上料装置是有迫切需求的。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一套配合无人化染厂的筒子纱自动装纱设备, 可以全面提升筒子纱装纱的操作效率和经济效益。

具体来说, 本实用新型所述的筒子纱自动装纱设备,包括上纱设备和装纱设备，所述的上纱设备包括挂纱架、机械臂、筒子纱拾取夹具，所述机械臂设置在挂纱架上，所述筒子纱拾取夹具设置在机械臂的末端；所述装纱设备包括装纱设备机架、驱动滑轨、筒子纱乘托器和支撑纱竹，所述驱动滑轨安装在装纱设备机架上，所述支撑纱竹设置纱盘上，与纱竹相邻，所述的筒子纱乘托器连接在两个驱动滑轨上,可在所述支撑纱竹的顶部和底部之间滑动。

进一步的，所述的筒子纱自动装纱设备还包括用于控制设备运行的控制装置。

进一步的，所述的筒子纱自动装纱设备还包括筒子纱导向桶，所述筒子纱导向桶设置在纱盘上方，并固定在装纱设备机架上，纱盘上设有多个用于放置筒子纱的纱竹。

进一步的，所述的挂纱架上设有多个用来放置筒子纱的挂纱管轴。

进一步的，所述的挂纱管轴以垂列和横行方式装设在挂纱架上, 形成两面挂纱管轴矩阵，而每支挂纱管轴以一定的倾斜角度装设在挂纱架上,从侧面看来, 两面挂纱管轴矩阵形成一个Y字形状，为Y字形挂纱架。

所述挂纱管轴倾斜装设的角度不限，倾斜角度是让筒子纱倚靠自身的重量可以自然向下滑到挂纱管轴的底部, 达到一致的位置，以便机械臂可以配合筒子纱拾取夹具来拾取筒子纱。

在实际工作中，筒子纱有公面和母面之分, 主要是筒芯管套内径大小的分别，利用此内径差别, 挂纱管轴的外径要细过母面内径，但同时要大过公面内径, 这样便能确保筒子纱必须以一致的母面方向套入挂纱管轴上。

进一步的,所述挂纱管轴的长度大约是筒子纱高度的一半, 以便预留另外一半长度让筒子纱拾取夹具的爪手可以进入筒芯管轴来夹紧筒子纱。

进一步的, 所述挂纱架的底部设有滑轮, 以便配合工厂内的运输工具, 可令挂纱架在筒子纱贮存仓库和装纱自动上料设备之间往返移动。

所述的挂纱架, 其尺寸、大小、挂纱管轴倾斜角度, 挂纱管轴矩阵的数量、密度和材质等都是要基于多方面实际情况考虑, 例如生产速量, 机械应力水平和工业安全等因素而选定的。

所述的机械臂, 用于配合筒子纱拾取夹具来将筒子纱从挂纱架上拾取, 并跟着将筒子纱运送到上料设备的导管去。由于Y形挂纱架有两面挂纱矩阵, 所以应用两台机械臂, 可以分别在挂纱架两边按编程控制次序交替取纱，从而使上料过程不断进行。

进一步的，所述的机械臂为多轴关节式机械臂, 因为需要快速拾取挂纱架上的筒子纱, 并需要在陕窄的空间内转换筒子纱拾取夹具的方向和位置,以便能达到高效率和灵活运送的目的。

进一步的，所述筒子纱拾取夹具的末端设置有多个筒子纱抓手，优选两排筒子纱爪手,每排装有多个筒子纱爪手, 以便能同时在挂纱架上抓取多个筒子纱, 来达到指定的装纱上料速度。

更进一步的，所述筒子纱爪手设有微型机械肘铰, 配合多轴关节式机械臂来转换筒子纱拾取夹具的方向和位置，可以令筒子纱的爪手准确地进入筒芯管套内, 跟着使用驱动装置（例如气缸）推动微型机械杠杆,令筒子纱的爪手扩张来夹紧筒芯管套的内壁。

当取纱完成后,机械臂会带动筒子纱拾取夹具离开筒子纱架, 并运送到纱盘上方的导桶上, 再控制气缸来收缩微型机械杠杆的爪手以及配合机械臂移位动作, 令筒子纱拾取夹具上的两排筒子纱可以按序地卸落进导桶内。当一支纱竹装满后，纱盘会作出角度旋转或位置移动，好让纱盘的下一支空纱竹对准导桶以作上料，直至纱盘上所有纱竹都装满筒子纱。

筒子纱爪手张开、收缩动作的驱动方式不局限于使用气缸，可利用其它机电装置作驱动动力来源。

整个筒子纱拾取夹具的尺寸、大小设计是基于负载重量,挂纱架尺寸,筒子纱爪手尺寸和整体运送空间限制等因素而选定。

所述的筒子纱导桶设置在纱盘上方,同时固定在上纱装置机架，用来将筒子纱以垂直方向引进入纱盘的纱竹上，且导桶会对准在纱盘的纱竹。

所述的装纱设备, 是使用自动机电控制设备来乘托筒子纱并把筒子纱叠放入纱竹上, 使它们以受控速度沿着纱竹下降, 而不是以自身重量沿着纱竹自由坠落。

更进一步的，所述装纱设备的驱动滑轨的类别和驱动方式不限，所述驱动滑轨的大小、尺寸、移动行程不限。

更进一步的, 所述装纱设备的乘托器上设有可伸缩的乘托叉。

更进一步的, 所述装纱设备的乘托器还安装有楔块凸轮机关, 乘托叉的伸出以及缩入动作是靠楔块凸轮机关驱动的，但乘托叉的伸缩动作不限于机械方式的驱动，也可通过马达或其他电机装置驱动，齿轮等配件辅助下完成乘托叉伸缩的动作，乘托叉的伸缩动作驱动方式不限。

再进一步的，所述的楔块凸轮机关包括用于乘托叉伸出的上楔块凸轮和用于乘托叉缩回的下楔块凸轮，所述上楔块凸轮设置在驱动滑轨的底部，所述下楔块凸轮设置在乘托器的底部。

再进一步的，所述乘托器设有用来锁定乘托叉伸缩位置的锁定装置, 以确保安全操作，所述下楔块凸轮设有管位槽,以确保下楔块凸轮的垂直运动。

再进一步的，所述的锁定装置为四粒弹彉钢珠锁。

更进一步的，所述乘托器上开有管孔,乘托器可以套着一支邻近纱竹作为支撑来回垂直移动, 这样乘托器有了稳固支持, 加强了抗曲弯能力,便可以保持准确的工作位置, 并能乘担叠放筒子纱的重量。

进一步的，所述纱盘上设有多个底碟。

当乘托器移动到驱动滑轨的底部时, 会触碰到安装在乘托器底部的上楔块凸轮机关, 令乘托叉伸出,用来乘托着逐步卸入上料纱竹的筒子纱；乘托器以及筒子纱在驱动滑轨的驱动下不断沿着上料纱竹下降，当乘托器移动到支撑纱竹的底部时, 会令乘托器底部的下楔块凸轮机关触碰到支撑纱竹底部的底碟, 令乘托叉缩回乘托器内,让本来承载在乘托叉上的筒子纱可以以较矮的高度自由降落到上料纱竹的底碟上。

所述的乘托器安装在装纱装置纵轴滑轨以及装纱装置横轴滑轨上,装纱装置纵轴滑轨以及装纱装置横轴滑轨用来引导乘托器移动到纱架转盘上的指定纱竹位置, 再通过转轴来调节机械臂上的乘托叉相对上料纱竹的乘托角度。

本实用新型所述的筒子纱自动装纱设备，由控制装置将纱架盘的指定上料纱竹转到对准筒子纱导桶, 同时通过装纱装置纵轴滑轨以及装纱装置横轴滑轨, 令乘托器的管孔对准该上料纱竹附近的支撑纱竹。乘托器接着便向上移动,触碰上楔块凸轮机关, 令乘托叉伸出。跟着装纱装置纵轴驱动乘托器沿着支撑纱竹向下移动, 此时筒子纱亦开始经筒子纱导桶逐一卸进上料纱竹, 它们隨即会给伸出的乘托叉乘托着, 乘托器会一直以接近筒子纱卸入的速度向下降。当乘托器向下移动到支撑纱竹的底部时,安装在乘托器底部的下楔块凸轮机关会触碰到支撑纱竹底部的底碟, 令乘托叉缩回, 原来受乘托叉托着的一叠筒子纱便以很矮的高度掉落到上料纱竹的底碟上。乘托器随即向上升高, 直至令乘托器触碰到安装在驱动滑轨底部的上楔块凸轮机关, 令乘托叉再次伸出, 跟着便重复上述的循环上料动作, 直至纱架盘上的纱竹全部都装上筒子纱为止。整套筒子纱自动装纱设备不但能提升生产效率和经济效益，还在上纱装纱过程中减少接触到纱面的机会，令筒子纱染色后的质量得到有效控制。

附图说明

图1表示本实用新型所述的筒子纱自动装纱设备；

图2表示本实用新型所述的两台机械臂在挂纱架两边不断交替地提取和运送筒子纱；图3表示本实用新型所述的筒子纱拾取夹具及筒子纱爪手的结构；图4表示本实用新型所述的筒子纱爪手提取筒子纱的情况；图5表示本实用新型所述的筒子纱自动装纱设备的装纱设备部分；

图6表示本实用新型所述的筒子纱自动装纱设备中乘托器的结构；

图7表示本实用新型所述的筒子纱自动装纱设备中乘托器的局部图;

图8表示本实用新型所述的筒子纱自动装纱设备中乘托器伸出乘托叉;

图9表示本实用新型所述的筒子纱自动装纱设备中乘托器乘托着筒子纱;

图10表示本实用新型所述的筒子纱自动装纱设备中乘托器乘托着筒子纱的局部图;

图11表示本实用新型所述的筒子纱自动装纱设备中乘托器缩回乘托叉;

图12表示本实用新型所述筒子纱自动装纱设备中乘托器设有乘托叉锁定装置和下楔块凸轮的管位槽。其中, 1为挂纱架、2为机械臂、3为筒子纱、4为筒子纱拾取夹具、5为筒子纱爪手、6为纱盘、7为纱竹、8为导桶、9为装纱装置纵轴滑轨、10为装纱装置横轴滑轨、11为爪手驱动气缸、12为筒芯管套、13为装纱装置机架、14为乘托器、15为上楔块凸轮、16为管孔、17为乘托叉、18为下楔块凸轮、19为支撑纱竹、20为底碟、21为弹簧钢珠锁、22为管位槽、23为控制装置。

具体实施方式

下面结合附图和实施例, 对本实用新型所述的技术方案进行非限制性的描述。

如图1所示, 所述的筒子纱自动装纱综合设备，包括挂纱架1、两台多轴关节式机械臂2、装配在机械臂2上的筒子纱拾取夹具4和固定在装纱装置机架13，且同时对准纱盘6的纱竹7的导桶8；筒子纱拾取夹具4上装置有筒子纱爪手5，上纱时用来抓取挂纱架1上的筒子纱3。装纱装置机架13上装设有纵轴滑轨9和横轴滑轨10，两个滑轨负责乘托器14装纱时纵轴以及横轴的位移，设备还包括控制装置23，协调各个自动装置的配合。如图1和图2所示, 筒子纱3以垂列和横行的方式装置在挂纱架1的支架上, 形成前后两面筒子纱3矩阵。筒子纱3是以固定角度向下倾斜装设在支架上的, 好让筒子纱3能倚靠本身的重量自然向下滑到挂纱支架的底部, 达到一致的挂纱位置, 以配合机械臂2来拾取。在此实施案例中,挂纱架1设有十二列和八行, 即一共可挂放九十六个筒子纱3。

图2表示两台机械臂2分别位于挂纱架1的两边，按控制次序交替地使用筒子纱拾取夹具4来从挂纱架1上提取筒子纱3,并且配合筒子纱拾取夹具4在挂纱架1和导管8之间来回运送筒子纱3。在此实施例中,图3表示每个筒子纱拾取夹具4是设有两排以驱动气缸11推动的筒子纱爪手5, 由于每排装有6个筒子纱爪手5, 这表示每个筒子纱拾取夹具4可以同时提取12个筒子纱3。

图4表示筒子纱爪手5是使用驱动气缸11推动微型机械肘铰而设计的, 配合选用的多轴关节式机械臂2,可以令筒子纱拾取夹具4到达整个挂纱架1的矩阵范围, 并利用机械臂2令筒子纱爪手5准确地插入筒芯管套12的内径, 跟着控制驱动气缸11来扩张或收缩筒子纱爪手5, 便可夹紧或放松筒子纱3, 从而达到提取和卸放筒子纱3的功能。图5表示当筒子纱拾取夹具4上的两排筒子纱爪手5完成提取筒子纱3后，机械臂2便将筒子纱拾取夹具4运至纱盘6上方的导桶8的上方。所述的导桶8透过机械方式固定在装纱装置机架13，同时对准下方的纱竹7。装纱装置机架13负责装纱工作，机架上设有装纱装置纵轴滑轨9、装纱装置横轴滑轨10以及乘托器14，而当中装纱装置纵轴滑轨9以及装纱装置横轴滑轨10提供轨道让驱动器驱动乘托器14在其之上作纵轴上以及横轴上的移动，使乘托器14可以移向或移离装纱的纱竹7，以及纵轴的移动把筒子纱3有序地带至纱竹7的底部。总的而言，图4及图5表示在机械臂2的位移及每一个筒子纱爪手5的驱动气缸11收缩动作配合下，筒子纱3会有序地由筒子纱爪手5卸落导桶8, 筒子纱3会首先穿过导桶8，并穿入与导桶8同心的待装纱纱竹7。与此同时，装纱装置纵轴滑轨9以及装纱装置横轴滑轨10也如图5所示，把乘托器14移动到待装纱纱竹7的附近位置准备接纱，此时乘托器14上的乘托叉17应已伸出。待筒子纱3碰触到乘托器14的乘托叉17时，装纱装置纵轴滑轨9会协调乘托器14的移动，使到乘托叉17上的筒子纱3一同有序下降。筒子纱3也在驱动气缸11的动作、机械臂2的位移下，有序地穿过导桶8并逐一穿入纱竹7。当一支纱竹7装满筒子纱3后，纱盘6会作出适当的角度旋转或位置移动，好让下一支空纱竹7可以对准导桶8来进行上料。当挂纱架1上的所有筒子纱3都被提取完时,控制设备会控制移走空载挂纱架1, 并换上另一台满载挂纱架1。这样的提纱、装纱和更换挂纱架1的动作会循环,直至纱盘6上所有的纱竹7都装满筒子纱3, 整个自动化装纱过程便完成。

图6表示乘托器14的結構，所述乘托器14安装在纱装置纵轴滑轨9的尾端,令乘托器14可以上下来回移动于纱竹7顶部与底部之间；乘托器14装有可以伸缩的乘托叉17, 其伸出动作是靠上楔块凸轮15推动, 而其缩回动作是靠下楔块凸轮18推动。

如图7所示,所述乘托器14的中央设有管孔16,用来管套着纱竹7作垂直来回移动,这可令乘托器14保持准确的工作位置, 并能承担叠放筒子纱3的重量。

如图6和7所示,使用本装纱装置时，由控制设备将纱架盘6的指定上料纱竹7转到对准筒子纱导桶8, 同时亦通过装纱装置纵轴滑轨9以及装纱装置横轴滑轨10，令机械臂的乘托器14管孔16对准上料纱竹2的邻近支撑纱竹19。

如图8所示, 乘托器14跟着先向上移动,触碰到安装在装纱装置纵轴滑轨9底部的上楔块凸轮15, 将乘托叉17推出。接着乘托器14会沿着支撑纱竹19向下移动。如图9及图10所示,筒子纱3亦开始逐一卸进上料纱竹7, 筒子纱3立即会给乘托器14伸出的乘托叉17乘托着,乘托器14以接近筒子纱3卸入的速度下降,将不断卸入的筒子纱3乘托着并一并下降到上料纱竹7的底部。

如图9所示,使用乘托器14来进行乘托式纱竹上料是由纱盘6的最内环的纱竹做起, 然后扩展到最外环, 这样做法是确保一整个纱架盘6内，上料纱竹7旁总会有一支空载纱竹来用充当支撑纱竹19。在纱架盘6的最外环设有一支辅助纱竹, 在进行乘托式上料外环最后一支纱竹时, 便以这支辅助纱竹来作为支撑纱竹19。

如图10所示,支撑纱竹19是邻近上料纱竹7的一支空载纱竹,作用是加强装纱装置的抗曲弯能力, 令乘托器14可以保持准确的工作位置, 乘担多个筒子纱3的重量和乘受筒子纱3卸入时的轻微撞击力。

如图11所示,当乘托器14向下移动到支撑纱竹19的底部时,安装在乘托器14底部的下楔块凸轮18会触碰到支撑纱竹19底部的底碟20,将乘托叉17推回乘托器14内, 原本受乘托叉17托着的一叠筒子纱3便以很低的高度掉落到上料纱竹7的底碟20上。完成后乘托器14随即向上升高,下楔块凸轮18会以自身重量降回原位。当乘托器14再触碰到安装在装纱装置纵轴滑轨9底部的上楔块凸轮15时,乘托叉17又会再次伸出, 跟着便重复上述的循环上料动作, 直至纱架盘上的纱竹全部都装上筒子纱为止。

如图12所示,乘托器14亦设有四粒弹彉钢珠锁21, 用来锁定乘托叉17的伸缩位置, 以确保安全操作。下楔块凸轮18亦设有管位槽22,以确保下楔块凸轮18在操作时必定作垂直运动。乘托器14以及整组装纱装置在使用时是由控制设备23计算出纱架盘6上料纱竹7、乘托器14和支撑纱竹19的方位坐标, 跟着控制上料纱竹7对准导桶8, 乘托器14亦跟据方位坐标来控制本身的定位, 并以乘托器14的管孔16沿着邻近支撑纱竹19下降至上料纱竹7的底部。乘托器14伸出乘托叉17去乘托沿上料纱竹7卸入的筒子纱3, 而缩入乘托叉17是要放行乘接着的筒子纱3, 让筒子纱3坠下到上料纱竹7的底部。乘托器14的动作令筒子纱3沿着上料纱竹7下降, 形成缓冲下降的效果, 减低纱筒直接自由下降的撞击噪音以及对捆扎好的筒子纱造成破损。

应该理解的是, 上述内容包括附图均非对所述技术方案的限制, 事实上, 凡以相同或近似原理对所述技术方案进行的改进, 包括结构的尺寸、形状、所用材质的改变,以及功能相似组件的替换, 都在本实用新型所要求保护的技术方案之内。

Claims (10)

1.一种筒子纱自动装纱设备,其特征在于：包括上纱设备和装纱设备，所述的上纱设备包括挂纱架、机械臂和筒子纱拾取夹具，所述机械臂设置在挂纱架上，所述筒子纱拾取夹具设置在机械臂的末端；所述装纱设备包括装纱设备机架、驱动滑轨、筒子纱乘托器和支撑纱竹，所述驱动滑轨安装在装纱设备机架上，所述支撑纱竹设置纱盘上，与纱竹相邻，所述的筒子纱乘托器连接在两个驱动滑轨上,可在所述支撑纱竹的顶部和底部之间滑动。

2.根据权利要求1所述的筒子纱自动装纱设备，其特征在于：所述的筒子纱自动装纱设备还包括筒子纱导向桶，所述筒子纱导向桶设置在纱盘上方，并固定在装纱设备机架上，纱盘上设有多个用于放置筒子纱的纱竹。

3.根据权利要求1所述的筒子纱自动装纱设备，其特征在于：所述的挂纱管轴以垂列和横行方式装设在挂纱架上, 形成两面挂纱管轴矩阵，而每支挂纱管轴以一定的倾斜角度装设在挂纱架上。

4.根据权利要求1所述的筒子纱自动装纱设备，其特征在于：所述筒子纱拾取夹具的末端设置有多个筒子纱爪手。

5.根据权利要求4所述的筒子纱自动装纱设备，其特征在于：所述筒子纱爪手设有微型机械肘铰, 配合多轴关节式机械臂来转换筒子纱拾取夹具的方向和位置。

6.根据权利要求1或2所述的筒子纱自动装纱设备，其特征在于： 所述装纱设备的乘托器上设有可伸缩的乘托叉。

7.根据权利要求6所述的筒子纱自动装纱设备，其特征在于： 所述装纱设备的乘托器还安装有楔块凸轮机关,所述的楔块凸轮机关包括用于乘托叉伸出的上楔块凸轮和用于乘托叉缩回的下楔块凸轮，所述上楔块凸轮设置在驱动滑轨的底部，所述下楔块凸轮设置在乘托器的底部。

8.根据权利要求1或7所述的筒子纱自动装纱设备，其特征在于：所述乘托器设有用来锁定乘托叉伸缩位置的锁定装置;所述的锁定装置为四粒弹彉钢珠锁。

9.根据权利要求1或7所述的筒子纱自动装纱设备，其特征在于：所述乘托器上开有管孔。

10.根据权利要求1或2所述的筒子纱自动装纱设备，其特征在于：所述纱盘上设有多个底碟。

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