CN103774302B - 环锭纺细纱机管纱自动拔取装置及方法 - Google Patents

Abstract

环锭纺细纱机管纱自动拔取装置及方法，涉及一种环锭纺细纱机的自动落纱之拔取管纱装置，特别是涉及一种将管纱与锭子脱离并收集的自动拔管装置及方法。包括气动机械手（7）及其水平移动部件（1）、升降部件（5）和割纱部件（9）、收管装置，经过初始化、水平至近位、垂直至下位、夹持管纱、拔管至上位、翻转、割纱、收管复位等步骤，通过升降气缸的上下一维运动及气动机械手夹紧与放松，实现管纱的拔起与落下，可避免拔管过程中对纱线产生伤害，不会对锭子产生径向力，具有降低工人劳动强度和用工数量、提高作业效率和落纱质量的积极效果。

Description

环锭纺细纱机管纱自动拔取装置及方法

技术领域

本发明涉及一种环锭纺细纱机的自动落纱之拔取管纱装置，特别是涉及一种将管纱与锭子脱离并收集的自动拔管装置及方法。

背景技术

我国是纺织大国，纺织业在国民经济和出口创汇中都占有很大的比重。随着纺织工业的不断发展，纺织设备的自动化程度也越来越高，但细纱机落纱工序，却大多采用传统的人工落纱方式，由于人工落纱劳动强度大，用工数量多，已成为制约纺纱厂生产与发展的瓶颈，因此，使用自动落纱提升纺织业的装备水平和自动化程度，符合国家的产业政策，也是我国保持传统产业优势、转型创新的必经之路。

所述的落纱就是将管纱从细纱机的锭子上拔下、收集，并换上新的空纱管，实现细纱机重新开车后自行留头缠绕。自动落纱机需完成拔管、插管和留头的功能，其中，拔管机构是自动落纱机的重要机构之一，他的技术方案的优劣，是影响落纱质量和效率的重要因素。

为解决人工落纱劳动强度大，用工数量多的问题，人们在不断的研究自动落纱机构。早期的双圆盘式机械落纱小车，缺点是对锭子产生较大的径向力，同时也会对纱线造成损伤。近几年部分企业研发的智能落纱机，其拔管机构大多借鉴长车集体落纱的方案，使用气囊式机械手从管纱的顶部拔取纱管，机械手的运动控制，采用交流伺服***，以三维空间的运动方式实现，也有的企业采用气动元件，以二维的运动方式实现，运动轴的数量多，必然造成机构复杂，成本高，故障率高。

发明内容

本发明的目的是在于克服现有技术中存在的不足，提供一种环锭纺细纱机管纱自动拔取装置及方法，达到结构巧妙、动作简洁、行程小、高效可靠的目的。

本发明所提供的环锭纺细纱机管纱自动拔取装置，包括气动机械手及其水平移动部件、升降部件和割纱部件、收管装置；其特征在于，

所述的气动机械手具有气爪体、销轴、左夹板、右夹板；气爪体上装配两个接头，分别连接外部压缩空气源；气爪体内部设活塞杆，与左夹板、右夹板联动，左夹板、右夹板分别与各自的销轴实现铰接；

所述的气动机械手的升降部件包括升降气缸、底盘、升降滑板、铰链组合、翻转底板、直线轴承、垫板、导柱、压板及其上的限位组合；气动机械手连接在上述的翻转底板上；升降气缸的缸体、导柱固定在底盘上；升降滑板连接在升降气缸的气缸杆上，升降滑板上装配铰链组合、翻转底板、直线轴承，其中铰链组合由支座和摇臂构成，摇臂与支座使用销轴联结，支座固定在升降滑板，翻转底板固定在摇臂上；直线轴承套在导柱上；垫板连接在翻转底板的后部，导柱的顶端装配压板，限位组合固定在压板上；

所述的气动机械手的水平移动部件包括底板、滑块组合、平移气缸、光轴、光轴座；滑块组合套在光轴上，光轴通过光轴座固定在底板上；上述的底盘固定在滑块组合上；平移气缸固定在底板上，平移气缸的气缸杆通过连板和底盘连接成一体；

所述的割纱部件包括摆动气缸、割刀、无杆气缸体、无杆气缸滑块、连接板；无杆气缸体装配在上述翻转底板底面上，连接板连接在无杆气缸滑块上，摆动气缸固定在连接板上，割刀固定在摆动气缸的旋转轴上；

所述的收管装置由导流罩、导流罩支架构成，导流罩底端通过导流罩支架固定在升降部件的底盘上；导流罩上端固定在升降部件的压板上。

本发明所提供的环锭纺细纱机管纱自动拔取的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：初始化；气动机械手呈放松状态，在水平方向的远位——位置向后远离锭子方向；在垂直方向的上位——位置处于升降部件的上端；割刀处于左端位置，刀片呈0°，处于收缩状态；

步骤2：水平至近位；平移气缸动作，气缸杆缩回，气动机械手在水平位置向前运动，到达近位，靠近锭子；

步骤3：垂直至下位；升降气缸动作，气缸杆缩回，气动机械手垂直向下运动至底端位置，到达下位；

步骤4：夹持管纱；气爪体内部的活塞杆向后运动，气动机械手转变为夹紧状态，夹持住管纱的底部；

步骤5：拔管至上位；升降气缸再次动作，气缸杆伸出，气动机械手夹持着管纱垂直向上拔起，运动至上位。

步骤6：翻转；升降气缸的气缸杆伸出至终端，翻转底板后部的垫板与限位组合接触，气动机械手夹持着管纱向后翻转，同时，割纱部件的摆动气缸动作，割刀摆动90°，展开割刀；

步骤7：割纱；无杆气缸滑块动作，滑块从左端运动至右端，刀片割断管纱的尾纱；然后，滑块从右端运动至左端，割纱部件上的摆动气缸再次动作，刀片回摆90°，收拢割刀；

步骤8：收管复位；气爪体内部的活塞杆向前运动，气动机械手重回放松状态，管纱顺着导流罩落入纱筐内，即完成自动拔管程序。

本发明在工作时，首先是气动机械手从管纱底部处夹紧管纱，然后升降气缸的气缸杆向上运动，带动升降滑板、翻转底板沿着导柱垂直升起，翻转底板上的气动机械手同时升起，带动管纱向上拔起。当升降气缸行程接近终点位置时，翻转底板上的垫板与限位组合接触，随着气缸杆继续上升，致使翻转底板翻转，拔起的管纱呈向后倾斜状态。此时，无杆气缸的滑块移动，滑块上的割刀将缠绕于锭杆上的管纱尾纱割断。割断尾纱后，气动机械手两手指放松，管纱自然落下，通过导流罩滑入纱筐内。

本发明通过升降气缸的上下一维运动及气动机械手夹紧与放松，实现管纱的拔起与落下，可避免拔管过程中对纱线产生伤害，不会对锭子产生径向力，具有降低工人劳动强度和用工数量、提高作业效率和落纱质量的积极效果。

附图说明

图1是本发明的结构主视图；

图2是图1的俯视图；

图3是升降部件正视图；

图4是升降部件的左侧视图；

图5是割纱部件的结构图；

图6是割刀摆动角度的示意图；

图7是气动机械手的结构图；

图8是铰链组合的结构图；

图9是水平移动部件的结构图；

图10是自动落纱装置示意图；

图11是本发明气动机械手到达下位状态示意图；

图12是本发明气动机械手拔管至上位状态示意图；

图13是本发明翻转管纱工作状态示意图；

图14是本发明收管工作状态示意图。

具体实施方式

如图1、图2所示，本发明的环锭纺细纱机管纱自动拔取装置，主要由气动机械手7及其水平移动部件1、升降部件5和割纱部件9、收管装置组成。

气动机械手7实现对管纱的夹紧与放松，其数量是可以改变的，可以是1个或至少2个，优先选用6、8、10、12、16。如图7所示，气动机械手7由气爪体7-1、销轴7-2、左夹板7-3、右夹板7-6组成。气爪体7-1上有两个通气孔，装配两个接头7-7，其中一个接头7-7送入压缩空气时，气爪体7-1内部的活塞杆向前运动，推动左夹板7-3、右夹板7-6绕各自的销轴7-2转动，两夹板的夹角增大，气动机械手呈放松状态，相反，当气爪体7-1另一接头7-7送入压缩空气时，气爪体7-1内部的活塞杆向后运动，推动左夹板7-3、右夹板7-6绕各自的销轴7-2反向转动，两夹板的夹角减小，机械手呈夹紧状态。两夹板的夹角变化范围-10°～30°。

另外，气动机械手还具有夹板胶套7-4和隔纱套7-5。隔纱套7-5是为了有效的隔离纱线，防止夹板夹住管纱的线头及拔管时扯断纱线。夹板胶套7-4使左夹板7-3、右夹板7-6与管纱柔软的接触，避免对纱线的伤害。

作为本发明的一种改进，气动机械手7可以是由电机驱动、螺杆旋转构成的可以实现夹紧和放松管纱的机械式装置或电动式的机械手。

如图3所示，升降部件5主要由升降气缸5-1、底盘5-3、升降滑板5-4、铰链组合5-5、翻转底板5-6、直线轴承5-7、垫板5-8、导柱5-10、压板5-14及其上设置的限位组合5-11构成。升降气缸5-1的缸体、两根导柱5-10固定在底盘5-3上。升降滑板5-4通过螺母5-22连接在升降气缸5-1的气缸杆上，升降滑板5-4上装配铰链组合5-5、翻转底板5-6、直线轴承5-7，其中铰链组合5-5中的支座5-5-1固定在升降滑板5-4，翻转底板5-6固定在摇臂5-5-3上，如图8所示，摇臂5-5-3与支座5-5-1的夹角变化范围0~45°。两直线轴承5-7套在两根导柱5-10上，可上下滑动。垫板5-8通过螺钉5-9连接在翻转底板5-6的后部，两根导柱5-10的顶端装配压板5-14，使用两个六角开槽螺母5-17连成一体，两个限位组合5-11通过螺钉5-19固定在压板5-14上，与垫板5-8的位置对应。开口销5-18插在螺母5-17的槽中。

当升降气缸5-1的活塞杆伸出时，升降滑板5-4向上运动，直至垫板接触到两个限位组合5-11，装配在铰链组合5-5上翻转底板5-6开始翻转，至行程结束时，翻转底板5-6顺时针转动约45°。当升降气缸5-1的活塞杆复位时，翻转底板5-6先逆时针转动呈水平状态，然后下降至底部位置。由上所述，通过一维的运动，可实现管纱的拔起和翻转落下。

作为本发明的一种改进，升降气缸5-1可以是由电机、丝杠构成的机械传动机构。

如图3、图4所示，收管装置由导流罩5-12、导流罩支架Ⅰ5-13、压板5-14、套5-15、导流罩支架Ⅱ5-21组成。导流罩支架Ⅰ5-13和导流罩支架Ⅱ5-21通过螺钉5-2固定在底盘5-3，导流罩5-12下端通过螺钉5-20固定在导流罩支架Ⅰ5-13和导流罩支架2Ⅱ5-21上，上端通过套5-15和螺钉5-16固定在压板5-14上。

如图5、图6所示，割纱部件9主要由摆动气缸9-1、割刀9-2、无杆气缸体9-3、无杆气缸滑块9-4、连接板9-6组成。无杆气缸体9-3装配在翻转底板5-6底面上，无杆气缸滑块9-4可沿无杆气缸体9-3滑动，连接板9-6通过螺钉9-5连接在无杆气缸滑块9-4上，摆动气缸9-1固定在连接板9-6上，割刀9-2固定在摆动气缸9-1的旋转轴上。割刀9-2的移动方向平行于锭子中心连线，割刀的摆动角度为0°～90°。割纱动作开始时，角度为90°，以展开割刀，其余状态时为0°，以收拢并保护切割刃。

作为本发明的一种改进，无杆气缸体9-3、无杆气缸滑块9-4，可采用电动导轨等机构替换。如图9所示，水平移动部件1由底板1-1、滑块组合1-2、螺钉1-3、平移气缸1-4、光轴1-5、螺钉1-6、光轴座1-7组成。4个滑块组合套在两根平行的光轴上，光轴通过光轴座、螺钉1-6固定在底板上。底盘5-3通过螺钉4固定在滑块上。平移气缸1-4通过螺钉1-3固定在底板1-1上，连板3的一端通过螺钉4固定在升降部件5的底盘5-3上，另一端通过螺母2及螺钉固定在平移气缸1-4的气缸杆上，从而将底盘和平移气缸的气缸杆连接成一体。当平移气缸1-4的气缸杆作伸缩运动时，将带动升降部件5向近位或远位运动，以靠近或远离锭子：拔管准备时刻，水平移动部件向前移动至近位，靠近锭子位置；拔管完毕后和非工作时刻，水平移动部件向后移动至远位，远离锭子位置，以避免与细纱机的车头、车尾发生碰撞或干涉。

本发明的平移气缸1-4，可采用电机与丝杠构成的机械传动机构代替，其效果是一样的。

如图10所示，本发明最好安装在自动落纱小车上，可以实现多点连续作业。所述的自动落纱小车主要由上导轨部件11、下导轨部件12、下导轨滑轮部件13、纱筐14、小车框架15、驱动机构16、上轨道滚轮部件17、传感器部件18等组成。本发明的环锭纺细纱机管纱自动拔取装置、驱动机构16、上轨道滚轮部件17、下导轨滑轮部件13安装于落纱小车框架15上；上导轨部件11、下导轨部件12安装在细纱机10上；上轨道滚轮部件17挂在上导轨部件11的上导轨11-2上，上导轨11-2安装在上轨道托座11-1上；下导轨滑轮部件13靠在下导轨部件12上。当驱动机构16的伺服电机16-1旋转时，连接在减速机16-2输出轴上的驱动齿轮16-3旋转，驱动齿轮16-3与上导轨部件11的齿条11-3啮合，小车沿着锭子21中心连线方向行走，小车上的传感器部件18检测到行走完预先设定的锭距后，伺服电机16-1停止转动，小车停止。此时，本发明开始动作：

本发明如图10所示实施例的工作过程和工作原理如下：

1、初始化时，气动机械手7呈放松状态，在水平方向的远位——位置向后远离锭子方向；在垂直方向的上位——位置处于升降部件的上端；割刀9-2处于左端位置，刀片呈0°，处于收缩状态。

2、将落纱小车装在细纱机上后，启动设备，小车驱动机构16上的交流伺服电机16-1旋转，与电机轴同轴的驱动齿轮16-3旋转，齿轮16-3与固定在细纱机上的上导轨11-2下面的齿条11-3啮合，小车沿平行于细纱机锭子中心连线的路线行走。

3、当小车上的传感器部件18检测到行走完预先设定的锭距后，电机16-1停止转动，小车停止，此时，本发明的平移气缸1-4动作，气缸杆缩回，气动机械手7在水平位置向前运动，到达近位，靠近锭子。

4、升降气缸5-1动作，气缸杆缩回，如图11所示，气动机械手7在垂直方向上向下运动至底端位置，到达下位。

5、气爪体7-1内部的活塞杆向后运动，气动机械手转变为夹紧状态，夹持住管纱20的底部。

6、升降气缸5-1再次动作，气缸杆伸出，气动机械手7夹持着管纱20垂直向上拔起，如图12所示，向上运动至上位，使翻转底板5-6后部的垫板与限位组合5-11接触，继而翻转底板发生翻转。

7、当气缸杆伸出至终端位置时，如图13所示，气动机械手7夹持着管纱20向后翻转，同时，割纱部件9上的摆动气缸9-1动作，刀片9-2摆动90°，展开割刀。

8、无杆气缸滑块9-4动作，滑块从左端运动至右端，刀片割断管纱的尾纱；然后，滑块从右端运动至左端，割纱部件9上的摆动气缸9-1再次动作，刀片9-2回摆90°，收拢割刀。

9、气爪体7-1内部的活塞杆向前运动，气动机械手7重回放松状态，如图14，管纱20顺着导流罩5-12落入小车的纱筐14内，完成一次拔管程序。

10、小车继续行走，当小车上的传感器部件18检测到行走完规定的锭距后，小车再次停止。本发明的自动拔管装置重复上述3～9的动作，直至整台细纱机的所有管纱拔取并收集完。

Claims (8)

1.一种环锭纺细纱机管纱自动拔取装置，包括气动机械手（7）及其水平移动部件（1）、升降部件（5）和割纱部件（9）、收管装置；其特征在于，

所述的气动机械手具有气爪体（7-1）、销轴（7-2）、左夹板（7-3）、右夹板（7-6）；气爪体上装配两个接头（7-7），分别连接外部压缩空气源；气爪体内部设活塞杆，与左夹板、右夹板联动，左夹板、右夹板分别与各自的销轴实现铰接；

所述的气动机械手的升降部件包括升降气缸（5-1）、底盘（5-3）、升降滑板（5-4）、铰链组合（5-5）、翻转底板（5-6）、直线轴承（5-7）、垫板（5-8）、导柱（5-10）、压板（5-14）及其上的限位组合（5-11）；气动机械手连接在上述的翻转底板上；升降气缸的缸体、导柱固定在底盘上；升降滑板连接在升降气缸的气缸杆上，升降滑板上装配铰链组合、翻转底板、直线轴承，其中铰链组合由支座（5-5-1）和摇臂（5-5-3）构成，摇臂与支座使用销轴（5-5-2）联结，支座固定在升降滑板，翻转底板固定在摇臂上；直线轴承套在导柱上；垫板连接在翻转底板的后部，导柱的顶端装配压板，限位组合固定在压板上；

所述的气动机械手的水平移动部件包括底板（1-1）、滑块组合（1-2）、平移气缸（1-4）、光轴（1-5）、光轴座（1-7）；滑块组合套在光轴上，光轴通过光轴座固定在底板上；上述的底盘（5-3）固定在滑块组合上；平移气缸（1-4）固定在底板上，平移气缸的气缸杆通过连板（3）和底盘（5-3）连接成一体；

所述的割纱部件包括摆动气缸（9-1）、割刀（9-2）、无杆气缸体（9-3）、无杆气缸滑块（9-4）、连接板（9-6）；无杆气缸体装配在上述翻转底板底面上，连接板连接在无杆气缸滑块上，摆动气缸固定在连接板上，割刀固定在摆动气缸的旋转轴上；

所述的收管装置由导流罩（5-12）、导流罩支架构成，导流罩底端通过导流罩支架固定在升降部件的底盘（5-3）上；导流罩上端固定在升降部件的压板（5-14）上。

2.一种环锭纺细纱机管纱自动拔取的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：初始化；气动机械手呈放松状态，在水平方向的远位——位置向后远离锭子方向；在垂直方向的上位——位置处于升降部件的上端；割刀处于左端位置，刀片呈0°，处于收缩状态；

步骤2：水平至近位；平移气缸动作，气缸杆缩回，气动机械手在水平位置向前运动，到达近位，靠近锭子；

步骤3：垂直至下位；升降气缸动作，气缸杆缩回，气动机械手垂直向下运动至底端位置，到达下位；

步骤4：夹持管纱；气爪体内部的活塞杆向后运动，气动机械手转变为夹紧状态，夹持住管纱的底部；

步骤5：拔管至上位；升降气缸再次动作，气缸杆伸出，气动机械手夹持着管纱垂直向上拔起，运动至上位；

步骤6：翻转；升降气缸的气缸杆伸出至终端，翻转底板后部的垫板与限位组合接触，气动机械手夹持着管纱向后翻转，同时，割纱部件的摆动气缸动作，割刀摆动90°，展开割刀；

步骤7：割纱；无杆气缸滑块动作，滑块从左端运动至右端，刀片割断管纱的尾纱；然后，滑块从右端运动至左端，割纱部件上的摆动气缸再次动作，刀片回摆90°，收拢割刀；

步骤8：收管复位；气爪体内部的活塞杆向前运动，气动机械手重回放松状态，管纱顺着导流罩落入纱筐内，即完成自动拔管程序。

3.根据权利要求1所述的环锭纺细纱机管纱自动拔取装置，其特征还在于，所述的气动机械手还具有夹板胶套（7-4）和隔纱套（7-5）。

4.根据权利要求1所述的环锭纺细纱机管纱自动拔取装置，其特征还在于，所述的气动机械手由电机驱动、螺杆旋转构成的机械式装置或电动机械手代替。

5.根据权利要求1所述的环锭纺细纱机管纱自动拔取装置，其特征还在于，所述的升降气缸（5-1）由电机、丝杠构成的机械传动机构代替。

6.根据权利要求1所述的环锭纺细纱机管纱自动拔取装置，其特征还在于，所述的无杆气缸体（9-3）、无杆气缸滑块（9-4），采用电动导轨机构作为替换。

7.根据权利要求1所述的环锭纺细纱机管纱自动拔取装置，其特征还在于，所述的平移气缸（1-4），采用电机与丝杠构成的机械传动机构代替。

8.根据权利要求1所述的环锭纺细纱机管纱自动拔取装置，其特征还在于，所述的气动机械手（7）其数量是至少2个。