CN215769063U - 自动落筒设备及其化纤长丝的生产系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种自动落筒设备及其化纤长丝的生产系统，涉及纺织化纤长丝生产技术领域，以解决现有技术中落筒设备运行和作业过程中无法对复杂工作环境障碍物进行准确检测的问题。该设备包括落筒设备主体以及设置在落筒设备主体上的视觉检测机构，落筒设备主体包括平移机架、平移机构、升降机构以及设置在平移机架上的升降托架，平移机构能通过平移机架带动安装在平移机架上的升降托架沿水平轨道运动，升降机构能带动升降托架升降至预定的高度位置；视觉检测机构包括第一检测组件和第二检测组件，第一检测组件固定设置在平移机架上以检测平移机架水平运动方向上的障碍物；第二检测组件固定安装在升降托架上以检测卷绕设备所处区域的障碍物。

Description

自动落筒设备及其化纤长丝的生产系统

技术领域

本实用新型涉及纺织化纤长丝生产技术领域，尤其是涉及一种自动落筒设备及其化纤长丝的生产系统。

背景技术

目前化纤长丝业在国内得到大力发展，长丝筒子的落丝是生产过程管理的重要环节，落丝方式不仅会影响到丝筒的废品率，而且影响到生产效率。

落丝是指生产出的成品丝筒从卷绕机上落下，放置于丝架车上的过程。该工序主要采用人工方式搬运，以一台卷绕机上10个丝筒来计算，通常为1次1-2/小时，而一般一个工厂有100―5000台卷绕机，这样高的生产量和落丝频率与人工落丝的方式成为影响丝筒质量与效率的一组突出的矛盾。同时，每个丝卷重达10-15公斤，需占用大量的劳动力，工人劳动强度高，且生产效率低。

后来出现了自动落筒装置，在化纤行业生产过程中，自动落筒设备在车间轨道内自动运行，完成丝饼从生产设备上取下，放置到储丝装置上的自动作业。由于生产的需要，人员经常在生产区域内与设备有交叉作业，导致安全事故时有发生，这就需要在落筒设备上提出一种有效的，对生产环境检测的方法，来保证设备运行和人员人身安全。

现有技术是在落筒设备的运行前后方向上，接近地面的位置安装安全扫描仪1’，利用激光快速对指定区域进行扫描，将检测信号反馈给设备，系统根据检测信号的危险程度控制设备减速或停止。该设备有效检测距离(最大8米)，响应时间(80毫秒)，扫描角度(270度)，分辨率(30毫米)，还可以根据现场的实际情况，在运行路径方向上自由设定检测范围。

安全扫描仪1’在落筒设备上的布置方式如图1所示。但是，本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：

现有落筒设备无法提供立体环境监测，面对复杂环境有检测盲区，现有设备无法适应。化纤生产过程中，车间内产生大量的油雾，环境中过高的温度和湿度，影响设备的正常运行，造成设备故障率增高。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种自动落筒设备及其化纤长丝的生产系统，以解决现有技术中的落筒设备运行和作业过程中，无法对复杂工作环境障碍物进行准确检测的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种自动落筒设备，落筒设备主体以及设置在所述落筒设备主体上的视觉检测机构，其中，所述落筒设备主体包括平移机架、平移机构、升降机构以及设置在所述平移机架上的升降托架，所述升降托架上用于承载丝筒，所述平移机构与所述平移机架相连接且能通过所述平移机架带动安装在所述平移机架上的所述升降托架沿水平轨道运动，所述升降机构与所述升降托架连接且能带动所述升降托架升降至竖直方向上预定的高度位置；

所述视觉检测机构包括第一检测组件和第二检测组件，所述第一检测组件固定设置在所述平移机架上，用于检测所述平移机架水平运动方向上的障碍物；所述第二检测组件固定安装在所述升降托架上，用于检测卷绕设备所处区域的障碍物。

优选地，所述平移机架至少包括相对设置的两个框体，分别为第一框体和第二框体，所述平移机构设置在所述第一框体和所述第二框体上方且与所述第一框体和所述第二框体相连接，所述第一框体和所述第二框体上均滑动连接有一所述升降托架且两个所述升降托架均位于所述第一框体和所述第二框体之间，每个所述升降托架连接有一对应的所述升降机构，所述第一框体和所述第二框体上安装有所述第一检测组件。

优选地，所述第一框体和所述第二框体均包括相对设置的两个竖直立柱以及连接两个所述竖直立柱的加强横杆，两个所述竖直立柱之间设置有至少两个间隔设置的所述加强横杆，所述第一框体的竖直立柱和所述第二框体的竖直立柱上均设置有所述第一检测组件。

优选地，所述第一检测组件包括第一摄像部、第二摄像部、第三摄像部以及第四摄像部，所述第一框体的两个所述竖直立柱上背离所述第二框体的一面分别固定安装有所述第一摄像部和所述第二摄像部，所述第二框体的两个所述竖直立柱上背离所述第一框体的一面分别固定安装有所述第三摄像部和所述第四摄像部。

优选地，所述第二检测组件包括两个升降摄像部，所述升降摄像部设置于所述升降托架上远离所述卷绕设备的一侧且安装在所述升降托架的底部以使所述升降摄像部面向所述卷绕设备一侧。

优选地，所述视觉检测机构还包括第三检测组件，用于检测与所述卷绕设备所在的一侧相对设置的活动区域侧的障碍物，所述平移机架沿其水平运动方向的两侧分别为活动区域和放置所述卷绕设备的区域。

优选地，所述第三检测组件包括两个辅助摄像部，所述辅助摄像部设置于所述升降托架上靠近所述卷绕设备的一侧且安装在所述升降托架的底部以使所述辅助摄像部面向所述活动区域，所述辅助摄像部与所述升降摄像部交错设置。

优选地，所述第一摄像部、所述第二摄像部、所述第三摄像部、所述第四摄像部、所述升降摄像部以及所述辅助摄像部均采用3D相机。

优选地，所述自动落筒设备还包括图像处理系统和PLC控制单元，所述第一检测组件、所述第二检测组件和所述第三检测组件均与所述图像处理系统相连接，所述图像处理系统与所述PLC控制单元相连接，所述PLC控制单元与所述升降托架相连，所述PLC控制单元能通过所述图像处理系统反应的障碍物信号控制所述升降托架的运动。

一种化纤长丝的生产系统，包括所述的自动落筒设备。

本实用新型提供的自动落筒设备，落筒设备主体以及设置在落筒设备主体上的视觉检测机构，其中，落筒设备主体上的升降托架上用于承载丝筒，平移机构能带动平移机架以及安装在平移机架上的升降托架沿水平轨道运动，升降机构能带动升降托架升降至竖直方向上预定的高度位置；而本实施例中的视觉检测机构包括第一检测组件和第二检测组件，第一检测组件固定设置在平移机架上，用于检测平移机架水平运动方向上的障碍物；第二检测组件固定安装在升降托架上，用于检测卷绕设备所处区域的障碍物。通过在多个方向上安装有视觉检测机构来保证生产系统的安全可靠，降低安全事故的发生。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中的自动落筒设备的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的自动落筒设备的正视图；

图3是本实用新型实施例提供的自动落筒设备的侧视图。

附图标记：1’、安全扫描仪；1、第一框体；2、第二框体；3、升降托架；4、升降机构；5、平移机构；6、水平轨道；7、第一摄像部；8、第二摄像部；9、第三摄像部；10、卷绕设备；11、竖直立柱；12、加强横杆；13、升降摄像部。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

参见图1-图2，本实用新型提供了一种自动落筒设备，落筒设备主体以及设置在落筒设备主体上的视觉检测机构，其中，落筒设备主体包括平移机架、平移机构5、升降机构4以及设置在平移机架上的升降托架3，升降托架3上用于承载丝筒，平移机构5与平移机架相连接且能通过平移机架带动安装在平移机架上的升降托架3沿水平轨道6运动，升降机构4与升降托架3连接且能带动升降托架3升降至竖直方向上预定的高度位置；视觉检测机构包括第一检测组件和第二检测组件，第一检测组件固定设置在平移机架上，用于检测平移机架水平运动方向上的障碍物；第二检测组件固定安装在升降托架3上，用于检测卷绕设备10所处区域的障碍物。

本实施例中的平移机架至少包括相对设置的两个框体，分别为第一框体1和第二框体2，平移机构5设置在第一框体1和第二框体2上方且与第一框体1和第二框体2相连接，第一框体1和第二框体2上均滑动连接有一个升降托架3且两个升降托架3均位于第一框体1和第二框体2之间，每个升降托架3连接有一对应的升降机构4，第一框体1和第二框体2上均安装有第一检测组件。本实施例中的平移机架还可以包括用于连接两个框体的连接部，使得平移机架整体呈倒U型。

第一框体1和第二框体2的结构相同，其中，第一框体1和第二框体2均包括相对设置的两个竖直立柱11以及连接两个竖直立柱11的加强横杆12，进一步地，两个竖直立柱11之间设置有至少两个间隔设置的加强横杆12，起到加强支撑的作用，第一框体1的竖直立柱11和第二框体2的竖直立柱11上均设置有第一检测组件。

作为本实用新型可选的实施方式，第一检测组件包括第一摄像部7、第二摄像部8、第三摄像部9以及第四摄像部，第一框体1的两个竖直立柱11上背离第二框体2的一面分别固定安装有第一摄像部7和第二摄像部8，第二框体2的两个竖直立柱11上背离第一框体1的一面分别固定安装有第三摄像部9和第四摄像部，用于检测平移机架水平运动方向上的障碍物。需要说明的是，关于第一摄像部7、第二摄像部8、第三摄像部9以及第四摄像部在竖直立柱11上的安装高度在此不作限定，可以根据实际需要进行安装调节。

本实施例中的第二检测组件包括两个升降摄像部13，升降摄像部13设置于升降托架3上远离卷绕设备10的一侧且安装在升降托架3的底部以使升降摄像部13面向卷绕设备10一侧，用于检测卷绕设备10所处区域的障碍物。在每个升降托架3的下方安装升降摄像部13，升降摄像部13跟随升降托架3一起运动，能够实现升降托架3下方整个空间内的动态检测，从而达到避障效果，确保设备和人员生命安全。

另外，视觉检测机构还包括第三检测组件，用于检测与卷绕设备10所在的一侧相对设置的活动区域侧的障碍物，平移机架沿其水平运动方向的两侧分别为活动区域和放置卷绕设备10的区域。

第三检测组件包括两个辅助摄像部，辅助摄像部设置于升降托架3上靠近卷绕设备10的一侧且安装在升降托架3的底部以使辅助摄像部面向活动区域，辅助摄像部与升降摄像部13交错设置。

作为本实用新型可选的实施方式，第二摄像部8、第三摄像部9、第四摄像部、升降摄像部13以及辅助摄像部均采用3D相机。本实用新型在落筒设备主体的运行(平行机架的水平移动方向)和作业方向(卷绕设备10所处区域)上安装3D相机，利用相机的大广角的检测范围，检测作业区域内空间和地面上的障碍物。通过多个3D相机采集图像并生成3D数据点，解决设备运行和作业过程中，对复杂工作环境障碍物的检测问题。针对自动落筒设备的不同作业要求，工作环境中生产系统的不同布局，采用不同分辨率的相机，提高对复杂环境检测的准确率，同时降低系统成本。

另外，本实用新型提供的自动落筒设备还包括图像处理系统和PLC控制单元，第一检测组件、第二检测组件和第三检测组件均与图像处理系统相连接，图像处理系统与PLC控制单元相连接，PLC控制单元与升降托架3相连，PLC控制单元能通过述图像处理系统反应的障碍物信号控制升降托架3的运动。

通过多个3D相机采集图像并生成3D数据点，运用图像处理系统分析得出障碍物信息，这里的图像处理系统指的是计算机，将3D拍摄的画面传到计算机上，生成视野内的三维距离信息，检测其中物体的远近。根据障碍物距离信息将数据传通过通讯模块实时传递给PLC控制单元。为了保证系统的安全可靠，每个方向上安装有2台摄像头，每个摄像头都是独立工作，检测区域有部分重合，同时起到相互备份作用。

目前现有技术中安装的安全扫描仪采用单线扫描技术，激光短时间在检测区域内形成一个扇形，对指定区域频繁扫描，只能实现平面内的避障，而不能真正实现整个3D空间的避障。比如设备在运行过程中，当人身体的上半部位阻挡设备，而下半部部分还在扫描仪的检测范围之外，现有的技术检测不到从而造成安全事故，采用3D相机可以采集整个空间的数据信息，从而能实现在3D空间中能更好的避障，降低安全事故的发生。

此外，本实用新型还提供了一种化纤长丝的生产系统，包括上述的自动落筒设备。

以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种自动落筒设备，其特征在于，落筒设备主体以及设置在所述落筒设备主体上的视觉检测机构，其中，

所述落筒设备主体包括平移机架、平移机构、升降机构以及设置在所述平移机架上的升降托架，所述升降托架上用于承载丝筒，所述平移机构与所述平移机架相连接且能通过所述平移机架带动安装在所述平移机架上的所述升降托架沿水平轨道运动，所述升降机构与所述升降托架连接且能带动所述升降托架升降至竖直方向上预定的高度位置；

所述视觉检测机构包括第一检测组件和第二检测组件，所述第一检测组件固定设置在所述平移机架上，用于检测所述平移机架水平运动方向上的障碍物；所述第二检测组件固定安装在所述升降托架上，用于检测卷绕设备所处区域的障碍物。

2.根据权利要求1所述的自动落筒设备，其特征在于，所述平移机架至少包括相对设置的两个框体，分别为第一框体和第二框体，所述平移机构设置在所述第一框体和所述第二框体上方且与所述第一框体和所述第二框体相连接，所述第一框体和所述第二框体上均滑动连接有一所述升降托架且两个所述升降托架均位于所述第一框体和所述第二框体之间，每个所述升降托架连接有一对应的所述升降机构，所述第一框体和所述第二框体上安装有所述第一检测组件。

3.根据权利要求2所述的自动落筒设备，其特征在于，所述第一框体和所述第二框体均包括相对设置的两个竖直立柱以及连接两个所述竖直立柱的加强横杆，两个所述竖直立柱之间设置有至少两个间隔设置的所述加强横杆，所述第一框体的竖直立柱和所述第二框体的竖直立柱上均设置有所述第一检测组件。

4.根据权利要求3所述的自动落筒设备，其特征在于，所述第一检测组件包括第一摄像部、第二摄像部、第三摄像部以及第四摄像部，所述第一框体的两个所述竖直立柱上背离所述第二框体的一面分别固定安装有所述第一摄像部和所述第二摄像部，所述第二框体的两个所述竖直立柱上背离所述第一框体的一面分别固定安装有所述第三摄像部和所述第四摄像部。

5.根据权利要求4所述的自动落筒设备，其特征在于，所述第二检测组件包括两个升降摄像部，所述升降摄像部设置于所述升降托架上远离所述卷绕设备的一侧且安装在所述升降托架的底部以使所述升降摄像部面向所述卷绕设备一侧。

6.根据权利要求5所述的自动落筒设备，其特征在于，所述视觉检测机构还包括第三检测组件，用于检测与所述卷绕设备所在的一侧相对设置的活动区域侧的障碍物，所述平移机架沿其水平运动方向的两侧分别为活动区域和放置所述卷绕设备的区域。

7.根据权利要求6所述的自动落筒设备，其特征在于，所述第三检测组件包括两个辅助摄像部，所述辅助摄像部设置于所述升降托架上靠近所述卷绕设备的一侧且安装在所述升降托架的底部以使所述辅助摄像部面向所述活动区域，所述辅助摄像部与所述升降摄像部交错设置。

8.根据权利要求7所述的自动落筒设备，其特征在于，所述第一摄像部、所述第二摄像部、所述第三摄像部、所述第四摄像部、所述升降摄像部以及所述辅助摄像部均采用3D相机。

9.根据权利要求6所述的自动落筒设备，其特征在于，还包括图像处理系统和PLC控制单元，所述第一检测组件、所述第二检测组件和所述第三检测组件均与所述图像处理系统相连接，所述图像处理系统与所述PLC控制单元相连接，所述PLC控制单元与所述升降托架相连，所述PLC控制单元能通过所述图像处理系统反应的障碍物信号控制所述升降托架的运动。

10.一种化纤长丝的生产系统，其特征在于，包括权利要求1～9任一项所述的自动落筒设备。

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