CN102212904B - 一种间歇式自动拔管装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种间歇式自动拔管装置。包括落纱小车，落纱小车放置在导轨组件上并可行走，落纱小车行走路线平行于细纱机锭子中心连线；其特征在于：所述落纱小车上安装有行走驱动机构、拔管机械手和控制***，行走驱动机构用于驱动落纱小车间歇式行走，拔管机械手用于将细纱机上的满纱管拔下并收集；控制***用于控制行走驱动机构和拔管机械手交叉动作，行走驱动机构驱动落纱小车行走时，拔管机械手停止拔管动作；行走驱动机构驱动落纱小车停止时，拔管机械手开始拔管动作。本发明结构巧妙、自动化程度高，能够实现自动化落纱操作，降低工人劳动强度，节约劳动时间，提高落纱、收集及换空纱管的效率，动作精确度高，造价较低，故障率低。
Description
技术领域
本发明属于纺织机械设备技术领域，涉及一种自动落纱设备，具体是一种应用在锭子和纱管为摩擦传动式的细纱机上的间歇式自动拔管装置。
背景技术
随着纺织工业的不断发展，纺织生产的自动化程度也越来越高。自动化水平的提升可以有效地降低生产成本、提高企业效益，是使我国从纺织大国走向纺织强国的必由之路。
落纱工是传统细纱机车间的主要用工之一，所以落纱自动化是细纱车间自动化的重要内容之一，而解决拔管及插管问题则是实现落纱自动化的核心难题。目前落纱机的落纱操作主要是采用人工进行，即将满纱管从细纱机的锭子人工拔下、收集，并换上新的空纱管。这种方式存在以下不足：（1）由于纱管随锭子高速旋转，满纱管与锭子之间会产生较大的粘合力，人工落纱需要很大的劳动强度，落纱工工作量大，任务繁重，单调重复，生产效率低，细纱机一般锭数较多，需要工人数目也多，导致人工成本高。（2）落纱工的手上汗水较多，做清洁时手也易脏，万一不干净，一台车上的所有管纱都要经过落纱工的手，难免揩在纱管上，影响产品质量。（3）拨纱时需要手向上用力，特别是纱管的坡面上，很容易将纱线向上滑，造成槽苘脱圈；而且用手拨纱也存在用力过猛而将锭子拨起造成锭带脱落的问题，造成锭子带出来的油污。
也有部分企业使用了自动化的小车式落纱机，其在落纱车前行过程中完成拔纱动作，这种要求下的小车式落纱机的运动轨迹是一个在三维空间内的连续曲线。为实现这种运动轨迹，人们采用了如伺服电机加数值差补、多套柱状或平面曲线凸轮和连杆机构加电（气）驱动、倾斜转盘（自驱或他驱）等等复杂机构。这些复杂机构在完成动作要求的同时带来了造价高昂、故障率高等大量问题。另外，现有的小车式落纱机由于采用了多个伺服电机，无法24小时不间断工作，也会影响到落纱效率。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种结构巧妙、自动化程度高的间歇式自动拔管装置，该间歇式自动拔管装置应用在锭子和纱管为摩擦传动式的细纱机上，把一般自动拔管装置的三维空间运动分解成两个二维平面运动，从而大大简化了机械结构，能够简便地、低成本地实现自动化落纱操作，降低工人的劳动强度，节约劳动时间，提高落纱、收集及换空纱管的效率，动作精确度高，造价较低，故障率低。
按照本发明提供的技术方案：一种间歇式自动拔管装置，包括落纱小车，落纱小车放置在导轨组件上并可沿导轨组件行走，落纱小车行走路线平行于细纱机锭子中心连线；其特征在于：所述落纱小车上安装有行走驱动机构、拔管机械手和控制***，行走驱动机构用于驱动落纱小车间歇式行走，拔管机械手用于将细纱机上的满纱管拔下并收集；控制***用于控制行走驱动机构和拔管机械手交叉动作，行走驱动机构驱动落纱小车行走时，拔管机械手停止拔管动作；行走驱动机构驱动落纱小车停止时，拔管机械手开始拔管动作。
作为本发明的进一步改进，所述行走驱动机构包括行走驱动电机和光电传感器，行走驱动电机安装在落纱小车上，行走驱动电机的输出轴上安装有驱动轮，驱动轮与所述导轨组件相配合，驱动落纱小车行走；所述光电传感器安装在落纱小车上，光电传感器与控制***电连接，在细纱机的机架上设有与光电传感器相配合的反射元件，光电传感器跟随落纱小车行走至与反射元件相对应的位置时，光电传感器传送信号给控制***，控制***控制行走驱动电机停止运转，使落纱小车停止行走；所述控制***同时控制拔管机械手启动。
作为本发明的进一步改进，所述驱动轮可以采用摩擦轮，摩擦轮直接通过摩擦驱动的方式驱动落纱小车行走；或驱动轮采用齿轮，在导轨组件上设置有沿其长度方向的齿条，该齿条与齿轮啮合传动。
作为本发明的进一步改进，所述拔管机械手包括水平纵向移动机构、升降机构和抓管机构，水平纵向移动机构安装在落纱小车上，升降机构安装在水平纵向移动机构上，通过水平纵向移动机构带动前后移动，抓管机构安装在升降机构上，抓管机构用于抓住纱管并将其拔下，然后释放并收集。
作为本发明的进一步改进，所述水平纵向移动机构包括支座、水平纵向导杆、纵向滑座和纵向气缸，两根水平纵向导杆分别通过支座安装在落纱小车两端，两根水平纵向导杆上均配装有与其形成滑动配合的纵向滑座，所述纵向气缸固定在落纱小车一端的气缸座上；所述升降机构包括支架、竖直导杆、升降滑座、升降气缸和升降架，支架安装在水平纵向移动机构上的两个纵向滑座上，支架通过纵向气缸驱动前后移动；支架两端安装有两根竖直导杆，两根竖直导杆上均配装有与其形成滑动配合的升降滑座，升降滑座通过升降气缸驱动升降移动，升降架固定安装在升降滑座上；所述抓管机构包括横梁和抓管器，横梁安装在升降架上，横梁内设有与气源相连通的导气管，横梁上安装着多个抓管器，相邻抓管器之间的距离等于细纱机上相邻锭子之间的距离；所述的多个抓管器分别与横梁内的导气管连接，抓管器用于将纱管抓住。
作为本发明的进一步改进，所述的纵向气缸、升降气缸可采用丝杠螺母传动机构替换。
作为本发明的进一步改进，所述水平纵向移动机构中的水平纵向导杆两端附近安装有前行程开关和后行程开关，前行程开关和后行程开关用于检测纵向滑座是否移动到位。
作为本发明的进一步改进，所述抓管机构中的抓管器至少为两个。
作为本发明的进一步改进，所述导轨组件包括悬挂导轨和支撑导轨，悬挂导轨和支撑导轨相互平行，一上一下固定在细纱机机架一侧；所述落纱小车靠近细纱机的一侧安装有上滚轮和侧支撑轮，上滚轮与悬挂导轨相扣，落纱小车通过上滚轮悬挂在悬挂导轨上，落纱小车底部离地；所述侧支撑轮与支撑导轨对应配合，侧支撑轮轮面支撑在支撑导轨上。
作为本发明的进一步改进，所述上滚轮的轮面设为凹弧形，悬挂导轨采用与上滚轮轮面相适配的圆钢轨；或者上滚轮的轮面设为平面，悬挂导轨上设置有可以扣住上滚轮的凹槽。
本发明与现有技术相比，优点在于：本发明应用在锭子和纱管为摩擦传动式的细纱机上，其结构巧妙、自动化程度高，能够将一般自动拔管装置的三维空间运动分解成两个二维平面运动，从而大大简化了机械结构，能够简便地、低成本地实现自动化落纱操作，降低工人的劳动强度，节约劳动时间，提高落纱、收集及换空纱管的效率，动作精确度高，造价较低，故障率低。
附图说明
图1为本发明的结构主视图。
图2为图1的右视图。
附图标记说明： A-纱管、1-落纱小车、2-行走驱动电机、3-驱动轮、4-上滚轮、5-支座、6-纵向导杆、7-气缸座、8-纵向气缸、9-支架、10-竖直导杆、11-升降架、12-升降气缸、13-横梁、14-抓管器、15-前行程开关、16-光电传感器、17-侧支撑轮、18-悬挂导轨、19-齿条、20-支撑导轨、21-后行程开关、22-纵向滑座。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图所示：所述的间歇式自动拔管装置主要应用在锭子和纱管A为摩擦传动式的细纱机上，其主要由落纱小车1、行走驱动机构、拔管机械手和控制***组成；落纱小车1放置在导轨组件上并可沿导轨组件行走，落纱小车1行走路线平行于细纱机锭子中心连线；行走驱动机构、拔管机械手和控制***安装在落纱小车1上，行走驱动机构用于驱动落纱小车1间歇式行走，拔管机械手用于将细纱机上的满纱管A拔下并收集；控制***用于控制行走驱动机构和拔管机械手交叉动作，行走驱动机构驱动落纱小车1行走时，拔管机械手停止拔管动作；行走驱动机构驱动落纱小车1停止时，拔管机械手开始拔管动作。
所述行走驱动机构的结构如图1、图2所示，其包括行走驱动电机2和光电传感器16，行走驱动电机2安装在落纱小车1上，行走驱动电机2的输出轴上安装有驱动轮3，驱动轮3与所述导轨组件相配合，驱动落纱小车1行走；所述光电传感器16安装在落纱小车1上，光电传感器16与控制***电连接，在细纱机的机架上设有与光电传感器16相配合的反射元件，光电传感器16跟随落纱小车1行走至与反射元件相对应的位置时，光电传感器16传送信号给控制***，控制***控制行走驱动电机2停止运转，使落纱小车1停止行走；所述控制***同时控制拔管机械手启动。
如图1、图2所示，本发明实施例中，驱动轮3采用的是齿轮，在导轨组件上设置有沿其长度方向的齿条19，该齿条19与驱动轮3啮合传动；当然，所述驱动轮3还可以采用摩擦轮，摩擦轮直接通过摩擦驱动的方式驱动落纱小车行走。
所述光电传感器16安装在落纱小车1上，光电传感器16与控制***电连接，在细纱机的机架上设有与光电传感器16相配合的反射元件，光电传感器16跟随落纱小车1行走至与反射元件相对应的位置时，光电传感器16传送信号给控制***，控制***控制行走驱动电机2停止运转，使落纱小车1停止行走；所述控制***同时控制拔管机械手启动。
如图1、图2所示，所述拔管机械手主要由水平纵向移动机构、升降机构和抓管机构三部分组成，它们的具体结构如下：
水平纵向移动机构安装在落纱小车1上，其主要由四个支座5、两根水平纵向导杆6、两个纵向滑座22、一个纵向气缸8和气缸座7组成，两根水平纵向导杆6分别通过四个支座5安装在落纱小车1两端，两根水平纵向导杆6上均配装着与其形成滑动配合的纵向滑座22，所述纵向气缸8固定在落纱小车1一端的气缸座7上。
升降机构安装在水平纵向移动机构上，升降机构通过水平纵向移动机构带动前后移动；升降机构主要由支架9、两根竖直导杆10、两个升降滑座、升降气缸12和升降架11组成，支架9安装在水平纵向移动机构上的两个纵向滑座22上，支架9通过纵向气缸8驱动前后移动；纵向气缸8可以采用无杆气缸，支架9与纵向气缸8的滑动块固定连接；支架9两端安装着两根竖直导杆10，两根竖直导杆10上均配装有与其形成滑动配合的升降滑座，升降滑座与升降气缸12的活塞杆连接，升降气缸12的缸体固定在支架9上，升降滑座通过升降气缸12驱动升降移动，升降架11固定安装在升降滑座上。
抓管机构安装在升降机构上，抓管机构用于抓住纱管A并将其拔下，然后释放并收集；抓管机构主要由横梁13和抓管器14组成，横梁13通过螺钉安装在升降架11上，横梁13内设有与气源相连通的导气管，横梁13上安装着八个抓管器14，相邻抓管器14之间的距离等于细纱机上相邻锭子之间的距离；所述的八个抓管器14分别与横梁13内的导气管连接，抓管器14用于将纱管A抓住。所述的抓管器14可以采用现有技术中的成熟产品，如采用铜陵市精特机械有限责任公司的气缸式抓管装置（CN200720142022.7）。
上述的纵向气缸、升降气缸等驱动部件可以采用其他的常规驱动机构灵活替换，如采用丝杠螺母传动机构等，这些替换仍然应属于本发明的保护范围。
另外，所述水平纵向移动机构中的水平纵向导杆6两端附近还安装有前行程开关15和后行程开关21，前行程开关15和后行程开关21用于检测纵向滑座22是否移动到位，以进一步提高本发明的安全性及可靠性。
如图1所示，所述导轨组件包括悬挂导轨18和支撑导轨20，悬挂导轨18和支撑导轨20相互平行，一上一下固定在细纱机机架一侧；所述落纱小车1靠近细纱机的一侧安装有上滚轮4和侧支撑轮17，上滚轮4与悬挂导轨18相扣，落纱小车1通过上滚轮4悬挂在悬挂导轨18上，落纱小车1底部离地；所述侧支撑轮17与支撑导轨20对应配合，侧支撑轮17轮面支撑在支撑导轨20上。由于落纱小车1底部离地，从而可确保落纱小车1的行走精确平稳，不会由于地面高低不平导致落纱小车1行走错位而影响拔管操作。
如图1、图2所示，本发明实施例中，所述上滚轮4的轮面设为凹弧形，悬挂导轨18采用的是圆钢轨，该圆钢轨与上滚轮4轮面相适配；另外，所述上滚轮4和悬挂导轨18也可以设计成其他的结构形式，如将上滚轮4的轮面设为平面，悬挂导轨18上设置有可以扣住上滚轮4的凹槽。总而言之，所述上滚轮4与所悬挂导轨18的机构形式是灵活的，只要能够使落纱小车1悬挂在悬挂导轨18上，保证落纱小车1底部离地即可。
本发明的工作过程和工作原理如下：
1、首先将落纱小车1装在细纱机上，启动设备，行走驱动电机2开始运转，带动落纱小车1在悬挂导轨18和支撑导轨20上行走，安装在落纱小车1上的光电传感器16也跟随落纱小车1同步行走；当光电传感器16行走至与反射元件相对应的位置时，光电传感器16传送信号给控制***，控制***控制行走驱动电机2停止运转，使落纱小车1停止行走；控制***同时控制拔管机械手启动。
2、当落纱小车1停止行走时，控制***控制拔管机械手启动，进行如下动作：
a、控制***首先控制水平纵向移动机构中的纵向气缸8动作，纵向气缸8的滑动块带动支架9前移到位，纵向气缸8上的磁性开关发出反馈信号给控制***；
b、控制***控制升降机构中的升降气缸12动作，升降气缸12带动升降架11及安装在升降架11上的抓管机构下移到位，抓管机构中的抓管器14对正套在纱管A上端，升降气缸12上的磁性开关发出反馈信号给控制***；
c、控制***控制抓管机构中的抓管器14动作，抓管器14将纱管A抓住，并发出反馈信号给控制***；
d、控制***再控制升降机构中的升降气缸12反向动作，升降气缸12带动升降架11及其上的抓管机构上移到位，升降气缸12上的磁性开关再发出反馈信号给控制***；
e、控制***再控制水平纵向移动机构中的纵向气缸8反向动作，纵向气缸8驱动支架9后移到位，纵向气缸8上的磁性开关发出反馈信号给控制***；
f、控制***再控制抓管机构中的抓管器14反向动作，抓管器14松开，纱管A被释放并下落至收集箱内被收集起来，拔管机械手回复至原位；
g、拔管机械手回复至原位的同时，抓管器14发出反馈信号给控制***，控制***再控制行走驱动机构启动，如此循环，即实现了自动拔纱管A并收集的操作。
本发明中的控制***可采用常规的PLC控制器、继电器、单片机等，只要其能够控制上述的行走驱动电机2、纵向气缸8、升降气缸12和抓管器14按顺序动作即可。本发明的落纱小车1上可以加装一套常规的自动插管机构，即可实现全自动化的拔管、插管操作。
Claims (8)
1.一种间歇式自动拔管装置，包括落纱小车（1），落纱小车（1）放置在导轨组件上并可沿导轨组件行走，落纱小车（1）行走路线平行于细纱机锭子中心连线；其特征在于：所述落纱小车（1）上安装有行走驱动机构、拔管机械手和控制***，行走驱动机构用于驱动落纱小车（1）间歇式行走，拔管机械手用于将细纱机上的满纱管（A）拔下并收集；控制***用于控制行走驱动机构和拔管机械手交叉动作，行走驱动机构驱动落纱小车（1）行走时，拔管机械手停止拔管动作；行走驱动机构驱动落纱小车（1）停止时，拔管机械手开始拔管动作；
所述拔管机械手包括水平纵向移动机构、升降机构和抓管机构，水平纵向移动机构安装在落纱小车（1）上，升降机构安装在水平纵向移动机构上，通过水平纵向移动机构带动前后移动，抓管机构安装在升降机构上，抓管机构用于抓住纱管（A）并将其拔下，然后释放并收集；
所述水平纵向移动机构包括支座（5）、水平纵向导杆（6）、纵向滑座（22）和纵向气缸（8），两根水平纵向导杆（6）分别通过支座（5）安装在落纱小车（1）两端，两根水平纵向导杆（6）上均配装有与其形成滑动配合的纵向滑座（22），所述纵向气缸（8）固定在落纱小车（1）一端的气缸座（7）上；所述升降机构包括支架（9）、竖直导杆（10）、升降滑座、升降气缸（12）和升降架（11），支架（9）安装在水平纵向移动机构上的两个纵向滑座（22）上，支架（9）通过纵向气缸（8）驱动前后移动；支架（9）两端安装有两根竖直导杆（10），两根竖直导杆（10）上均配装有与其形成滑动配合的升降滑座，升降滑座通过升降气缸（12）驱动升降移动，升降架（11）固定安装在升降滑座上；所述抓管机构包括横梁（13）和抓管器（14），横梁（13）安装在升降架（11）上，横梁（13）内设有与气源相连通的导气管，横梁（13）上安装着多个抓管器（14），相邻抓管器（14）之间的距离等于细纱机上相邻锭子之间的距离；所述的多个抓管器（14）分别与横梁（13）内的导气管连接，抓管器（14）用于将纱管（A）抓住。
2.如权利要求1所述的间歇式自动拔管装置，其特征在于：所述行走驱动机构包括行走驱动电机（2）和光电传感器（16），行走驱动电机（2）安装在落纱小车（1）上，行走驱动电机（2）的输出轴上安装有驱动轮（3），驱动轮（3）与所述导轨组件相配合，驱动落纱小车（1）行走；所述光电传感器（16）安装在落纱小车（1）上，光电传感器（16）与控制***电连接，在细纱机的机架上设有与光电传感器（16）相配合的反射元件，光电传感器（16）跟随落纱小车（1）行走至与反射元件相对应的位置时，光电传感器（16）传送信号给控制***，控制***控制行走驱动电机（2）停止运转，使落纱小车（1）停止行走；所述控制***同时控制拔管机械手启动。
3.如权利要求2所述的间歇式自动拔管装置，其特征在于：所述驱动轮（3）可以采用摩擦轮，摩擦轮直接通过摩擦驱动的方式驱动落纱小车行走；或驱动轮（3）采用齿轮，在导轨组件上设置有沿其长度方向的齿条（19），该齿条（19）与驱动轮（3）啮合传动。
4.如权利要求1所述的间歇式自动拔管装置，其特征在于：所述的纵向气缸（8）、升降气缸可采用丝杠螺母传动机构替换。
5.如权利要求1所述的间歇式自动拔管装置，其特征在于：所述水平纵向移动机构中的水平纵向导杆（6）两端附近安装有前行程开关（15）和后行程开关（21），前行程开关（15）和后行程开关（21）用于检测纵向滑座（22）是否移动到位。
6.如权利要求1所述的间歇式自动拔管装置，其特征在于：所述抓管机构中的抓管器（14）至少为两个。
7.如权利要求1所述的间歇式自动拔管装置，其特征在于：所述导轨组件包括悬挂导轨（18）和支撑导轨（20），悬挂导轨（18）和支撑导轨（20）相互平行，一上一下固定在细纱机机架一侧；所述落纱小车（1）靠近细纱机的一侧安装有上滚轮（4）和侧支撑轮（17），上滚轮（4）与悬挂导轨（18）相扣，落纱小车（1）通过上滚轮（4）悬挂在悬挂导轨（18）上，落纱小车（1）底部离地；所述侧支撑轮（17）与支撑导轨（20）对应配合，侧支撑轮（17）轮面支撑在支撑导轨（20）上。
8.如权利要求7所述的间歇式自动拔管装置，其特征在于：所述上滚轮（4）的轮面设为凹弧形，悬挂导轨（18）采用与上滚轮（4）轮面相适配的圆钢轨；或者上滚轮（4）的轮面设为平面，悬挂导轨（18）上设置有可以扣住上滚轮（4）的凹槽。
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