WO2013135114A1 - 自动化抓纱机及自动化抓纱方法 - Google Patents

Abstract

一种自动化抓纱机及自动化抓纱方法。包括抓纱单元（20），其包括用于抓取筒子纱的夹持机构（21）以及驱动夹持机构旋转和升降的旋转升降机构（22）；平面移动机构（10），驱动抓纱单元在水平面上移动。通过自动抓纱机能够自动完成抓纱，弥补筒染程序中的这一空缺，提高了效率，大大节省了人工成本。

Description

自动化抓纱机及自动化抓纱方法 技术领域 本发明涉及纱染色生产领域， 特别是一种自动化抓纱机及自动化抓纱方法。 背景技术 国内现有筒子纱染色生产线基本处于以人工劳力完成纱线物流的方式， 由人工完 成纱线的抓取。 人工抓纱效率低下且工作环境非常恶劣。 并且随着今年来社会劳动力 的减少， 在全国大部分地区已经出现用工荒的情况， 导致生产中人工成本逐年递增。 且这种趋势在今后的数年甚至数十年内会继续扩大，这使得人工抓纱的成本也在上升。 发明内容 本发明提供一种自动化抓纱机及自动化抓纱方法， 解决现有技术中的人工抓纱效 率低下， 工作环境恶劣， 用工成本高的问题。 本发明通过如下技术方案实现： 一种自动化抓纱机， 包括： 抓纱单元， 抓纱单元 包括， 用于抓取筒子纱的夹持机构以及驱动夹持机构旋转和升降的旋转升降机构； 平 面移动机构， 驱动抓纱单元在水平面上移动。 进一步地， 抓纱单元还包括， 导向杆机构， 引导夹持结构所夹筒子纱的升降方向； 以及扶稳机构， 在移动机构运动时保持加持机构所夹的筒子纱的稳定。 进一步地， 夹持机构包括： 支撑板， 与旋转升降机构连接； 上轴承座， 与支撑板 固定连接， 具有多个轴承孔； 多个上轴承， 分别装配在上轴承座的多个轴承孔中； 多 个可枢转的传动杆， 穿设在上轴承的内孔中； 夹持件， 固定在每个传动杆下部， 相邻 的夹持件之间形成用于夹持筒子纱的夹持空间； 驱动装置， 安装在支撑板上， 与传动 杆连接并驱动传动杆转动。 进一步地， 上轴承和传动杆均为两个。 进一步地，传动杆中的第一传动杆上固定设有与驱动装置连接的带推杆扇形齿板， 第二传动杆上固定设有齿形板， 带推杆扇形齿板与齿形板啮合。 进一步地， 夹持件包括连接在传动杆下部的抓纱杆和连接在抓纱杆上的弧形板， 两个弧形板弧面相对， 对称布置。 进一步地， 夹持机构还包括， 定距轴套， 具有两个轴套孔， 两个轴套孔分别与两 个抓纱杆下部连接， 限定两个抓纱杆之间的间距。 进一步地， 驱动装置为气缸组合体， 气缸组合体的输出端驱动传动杆。 进一步地， 夹持机构还包括， 下轴承座， 与支撑板紧固连接， 设置在上轴承座下 方， 下轴承座的轴承孔分别与上轴承座的轴承孔同心； 以及下轴承， 装配在下轴承座 的轴承孔中。 根据本发明的另一方面， 提供一种自动化抓纱方法， 使用上述任意一项的自动化 抓纱机， 包括以下步骤： 移动定位步骤， 移动机构驱动抓纱单元至抓取筒子纱的水平 位置， 旋转升降机构旋转并下降夹持机构至夹持筒子纱的垂直位置； 夹持步骤， 夹持 机构夹持筒子纱； 提起移动步骤， 旋转升降机构上升夹持机构至垂直离开位置， 移动 机构驱动抓纱单元在水平面上运送至另一水平位置。 进一步地， 重复移动定位步骤、 夹持步骤和提起移动步骤， 由纱笼的外圈至内圈 依次抓取多个筒子纱。 通过上述技术方案， 本发明的主要优点是， 通过自动化方式完成抓纱， 弥补筒染 程序中的这一空缺， 提高了效率， 大大节省了人工成本。 附图说明 构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解， 本发明的示意性实 施例及其说明用于解释本发明， 并不构成对本发明的不当限定。 在附图中： 图 1示出了本发明的自动抓纱机的整体俯视图； 图 2示出了本发明的自动抓纱机的抓纱单元的示意图； 图 3示出了本发明的自动抓纱机的双杆夹持机构的立体图； 图 4示出了本发明的自动抓纱机的双杆夹持机构的正视图； 图 5示出了本发明的自动抓纱机抓取筒子纱的工作状态的示意图； 图 6示出了本发明的自动抓纱机的弧形板抓取筒子纱的示意图; 图 7示出了本发明的自动抓纱机的目标纱笼中的筒子纱布置图； 以及 图 8示出了本发明的自动抓纱机的目标纱笼抓取一圈筒子纱之后的布置图。 具体实施方式 以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明， 但是本发明可以由权利要求限定 和覆盖的多种不同方式实施。 如图 1所示， 本发明的抓纱机包括直角坐标的平面移动机构 10和抓纱单元 20， 用以抓取纱笼中的筒子纱 30。 其中， 如图 2所示， 抓纱单元 20包括用于抓取筒子纱 30的夹持机构 21， 其中， 夹持机构 21具有双杆结构， 与夹持机构 21连接、 具有旋转 和升降夹持机构 21的功能的旋转升降机构 22， 引导限定夹持机构 21升降方向的导向 杆机构 23， 以及在抓取筒子纱 30后稳定其位置的扶稳机构 24，扶稳机构 24优选地具 有双爪。 抓纱单元 20安装在具有 X、 Y方向运动单元的直角坐标的平面移动机构 10 上， 由直角坐标的平面移动机构 10带动做平面移动， 以定位在需抓取的筒子纱 30上 方。 优选地， 平面移动机构 10包括架设在筒子纱 30上方的框式支架， 架设在框式支 架上的横梁和连接在横梁上的一个移动平台， 横梁在框式支架上移动提供一个方向的 移动， 移动平台在横梁上移动提供垂直的另一个方向的移动， 以实现 X、 Y方向的直 角坐标移动， 具体移动方式可以是本领域常用的齿条或皮带等方式。 旋转升降机构 22 包括一个旋转支架， 该旋转支架与上述的移动平台连接， 可相对移动平台转动， 例如 是环形齿轮的互相啮合， 可由电机或其他驱动件驱动。 在旋转支架上连接竖直支架， 竖直支架与旋转支架之间紧固连接， 通过皮带等机构驱动竖直支架相对旋转支架竖直 升降， 夹持机构 21再固定连接在竖直支架上， 夹持机构 21在竖直支架的直线导轨上 做上下运动， 动力由竖直支架顶端的电机输出通过同步带传递给夹持机构 21。 如图 3、 图 4所示， 夹持机构 21的一个实施例的具体结构如下： 支撑板 1， 与旋转升降机构 22相连接。 上轴承座 8与支撑板 1紧固连接， 下轴承 座 9位于上轴承座 8下方， 与支撑板 1紧固连接， 并且两个内圆分别与上轴承座的两 个内圆同心。 用于与导向杆机构 23连接的导轨滑块 16与所述支撑板 1紧固连接。 两 组上轴承 12和下轴承 13分别装配在上轴承座 8和下轴承座 9的内圆中。 夹持机构具有第一传动杆 6和第二传动杆 7， 第一传动杆 6与带推杆扇形齿板 4 紧固连接， 第二传动杆 7与齿形板 5紧固连接， 优选地， 齿形板 5呈扇形。 第一传动 杆 6与带推杆扇形齿板 4的装配体上下插入上轴承 12和下轴承 13的内孔装配， 第二 传动杆 7与齿形板 5的装配体上下插入另一组上轴承 12和下轴承 13的内孔装配， 并 使所述带推杆扇形齿板 4的齿形与齿形板 5的齿形啮合。 气缸组合体 3， 包括气缸、 气缸座和铰链式轴头。 带推杆扇形齿板 4的推杆插入 气缸组合体 3伸出的铰链式轴头孔内。 气缸座耳 2与支撑板 1紧固连接， 气缸座耳 2 通过销轴与气缸组合体 3的气缸座装配连接。 两个刚性弧形板 14， 分别与两个抓纱杆 11紧固连接， 并对称制作。 对称的弧形 板 14与抓纱杆 11的紧固连接体， 分别与第一传动杆 6及第二传动杆 7的下端装配并 紧固。 定距轴套 15与两个抓纱杆 11底部装配以限定两个抓纱杆 11之间的间距。 组合的夹持机构 21中，由气缸组合体 3做出伸出和缩回动作，通过第一传动杆 6、 第二传动杆 7和抓纱杆 11的传动， 实现两个弧形板 14等角度的开合运动， 以完成抓 纱动作。 本发明的自动抓纱机的工作过程如下： 如图 5、 图 6所示， 具有 X、 Y方向运动 单元的直角坐标的平面移动机构 10带动抓纱单元 20运动， 定位到纱笼的最外圈的某 一柱筒子纱 30上方， 旋转升降机构 22旋转一定角度， 并且降低夹持机构 21的高度降 至弧形板 14能够抓住筒子纱 30底部的高度。 具有 X、 Y方向运动单元的直角坐标的 平面移动机构 10运动， 使两弧形板 14靠紧目标筒子纱， 并且气缸组合体 3做伸出运 动， 使两个弧形板 14旋转抓合， 抓紧筒子纱 30。之后， 旋转升降机构 22做提升运动， 使抓取的筒子纱 30离开纱笼， 具有 X、 Y方向运动单元的直角坐标的平面移动机构 10运动， 把一串筒子纱运送到下一个物流单元。 如图 7、 图 8所示， 自动抓纱机重复完成任意纱笼中所有筒子纱的抓纱运动， 需 从外圈到内圈依次进行抓纱运动，待外圈筒子纱抓完后，给弧形板 14让出抓纱空间后， 再进行内圈的抓纱运动。 除了上述实施例以外， 本领域技术人员容易在本发明的思想下采用替代的手段， 例如使用钳状抓手取代本发明的弧形板， 设置三个或更多的传动和抓纱杆围绕筒子纱 体， 使用电动机驱动取代本发明的气缸驱动等等。 根据本发明的自动抓纱机和自动抓纱方法， 具有如下有益效果: 改变现在国内传统染色的物流环节处于人工上料卸料的状态， 进行自动化抓纱， 解决有与无的问题， 由此提高了效率， 降低了人工成本。 此方法适用于绝大部分立式 染色筒子纱纱笼， 通用性好。 以上所述仅为本发明的优选实施例而已， 并不用于限制本发明， 对于本领域的技 术人员来说， 本发明可以有各种更改和变化。 凡在本发明的精神和原则之内， 所作的 任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

权 利 要 求 书

1. 一种自动化抓纱机， 其特征在于， 包括- 抓纱单元（20)， 所述抓纱单元（20)包括， 用于抓取筒子纱 （30) 的夹持 机构 （21 ) 以及驱动所述夹持机构 （21 ) 旋转和升降的旋转升降机构 （22); 平面移动机构 （10)， 驱动所述抓纱单元 （20) 在水平面上移动。

2. 根据权利要求 1所述的自动化抓纱机， 其特征在于， 所述抓纱单元 （20) 还包 括， 导向杆机构 （23 )， 引导所述夹持机构 （21 )所夹筒子纱的升降方向； 以及 扶稳机构 （24)， 在所述移动机构 （10)运动时保持所述加持机构 （21 )所夹的 所述筒子纱 （30) 的稳定。

3. 根据权利要求 1所述的自动化抓纱机， 其特征在于， 所述夹持机构（21 )包括: 支撑板 （1 )， 与所述旋转升降机构 （22) 连接； 上轴承座 （8)， 与所述支撑板

( I ) 固定连接， 具有多个轴承孔； 多个上轴承 （12)， 分别装配在所述上轴承 座（8) 的多个轴承孔中； 多个可枢转的传动杆， 穿设在所述上轴承 （12) 的内 孔中； 夹持件， 固定在每个所述传动杆下部， 相邻的所述夹持件之间形成用于 夹持所述筒子纱的夹持空间； 驱动装置， 安装在所述支撑板（1 )上， 与所述传 动杆连接并驱动所述传动杆转动。

4. 根据权利要求 3所述的自动化抓纱机， 其特征在于， 所述上轴承 （12) 和所述 传动杆均为两个。

5. 根据权利要求 4所述的自动化抓纱机， 其特征在于， 所述传动杆中的第一传动 杆（6)上固定设有与所述驱动装置连接的带推杆扇形齿板（4)，第二传动杆（7) 上固定设有齿形板 （5 )， 所述带推杆扇形齿板 （4) 与所述齿形板 （5 ) 啮合。

6. 根据权利要求 4所述的自动化抓纱机， 其特征在于， 所述夹持件包括连接在所 述传动杆下部的抓纱杆（11 )和连接在所述抓纱杆（11 )上的弧形板（14)， 两 个所述弧形板 （14) 弧面相对， 对称布置。

7. 根据权利要求 6所述的自动化抓纱机， 其特征在于， 所述夹持机构 （21 ) 还包 括， 定距轴套（15 )， 具有两个轴套孔， 所述两个轴套孔分别与两个所述抓纱杆

( II ) 下部连接， 限定两个所述抓纱杆 （11 ) 之间的间距。 根据权利要求 3所述的自动化抓纱机， 其特征在于， 所述驱动装置为气缸组合 体 （3 )， 所述气缸组合体 （3 ) 的输出端驱动所述传动杆。 根据权利要求 3所述的自动化抓纱机， 其特征在于， 所述夹持机构 （21 ) 还包 括， 下轴承座 （9)， 与所述支撑板 （1 ) 紧固连接， 设置在所述上轴承座 （8) 下方， 所述下轴承座 （9) 的轴承孔分别与所述上轴承座 （8) 的轴承孔同心； 以及下轴承 （13 )， 装配在所述下轴承座 （9) 的轴承孔中。 一种自动化抓纱方法， 其特征在于， 使用如权利要求 1-9任意一项所述的自动 化抓纱机， 包括以下步骤：

移动定位步骤， 移动机构 （10) 驱动抓纱单元 （20) 至抓取筒子纱的水平 位置， 旋转升降机构 （22) 旋转并下降夹持机构 （21 ) 至夹持所述筒子纱的垂 直位置；

夹持步骤， 所述夹持机构 （21 ) 夹持所述筒子纱；

提起移动步骤， 所述旋转升降机构 （22) 上升所述夹持机构 （21 ) 至垂直 离开位置， 所述移动机构 （10) 驱动所述抓纱单元 （20) 在水平面上运送至另 一水平位置。

根据权利要求 10所述的自动化抓纱方法，其特征在于，重复所述移动定位 步骤、 所述夹持步骤和所述提起移动步骤， 由纱笼的外圈至内圈依次抓取多个 筒子纱 （30)。