CN113279096B - 一种环锭纺细纱机纱线断头智能搭接*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环锭纺细纱机纱线断头智能搭接***，包括：搭接装置，搭接装置包括沿环锭纺细纱机一侧运动的机械臂和固定在机械臂上执行末端的纱线断头搭接器；检测装置，用于检测罗拉、导纱钩、钢丝圈和芯丝的运行状态；分别与搭接装置和检测装置相连的控制模块。本发明的有益效果是：对罗拉、导纱钩、钢丝圈和芯丝进行实时检测，并同归最优算法筛选出当前检测目标的最优坐标，实时指导机械臂调整动作完成纱线的断头搭接。

Description

一种环锭纺细纱机纱线断头智能搭接***

技术领域

本发明属于环锭纺细纱机纺纱技术领域中的纱线断丝后穿线的技术范畴，尤其涉及断线搭接和实时检测反馈的一种环锭纺细纱机纱线断头智能搭接***。

背景技术

目前，环锭纺细纱机工位断头进行自动接头的设备或***中，当在环锭纺细纱机上发生断头时，断头后纱线的断头就缠绕在筒管上，在***中，自动纱线处理装置通过连接到真空源的吸管来检测纱线的断头，吸管安装在自动服务站上，该服务站沿一排纺纱站可移动的布置，并且可以选择停在需要进行保养操作的选定纺纱站上。

在上述已知的纱线接头***中，为了在断头后恢复纺纱，将纱头吸入到真空管中，通过该真空管将纱头相对于筒管定位，然后，通过形成纱线末端的穿线部分来进行穿线操作。穿线部分位于环的凸出边缘处，纺纱机环上的钢丝圈通过压缩空气而运动，以便将其放到纱头的穿线部分上，并将纱头穿入钢丝圈中。一旦穿完线，纱线末端就通过同一根吸管进行定位，以便与从粗纱输送罗拉出来的粗纱粘连在一起。

处理纱线断头的纱线接头***的缺点在于，当在锭子管仍没有纱线的情况下更换纱线筒，发生纱线断头时，很难检测到断头。同样地，折断的末端是否仍然缠绕在纺纱机的环形导轨下方的纺锤管的一部分上也很难检测。当两个纺纱工位需要同时进行操作并且自动工位花费的时间比操作第二纺纱工位所需的时间更长时，就会出现这种情况，从而使第二纺纱工位的锭子管的很大一部分在环形导轨上方没有纱线。

为了解决纱线接头***纱线断头的缺点，已经开发出了已知的接头***，通过将辅助纱线的自由端供应到旋转锭子的锭子管上来改善接头过程，该自由端将在该锭子管上被包裹。那些已知的纱线接头***可以省去检测纱线断头的步骤。

JP03199436A公开了一种所述已知的纱线接头***，其具有可定位在纺纱站处的自动服务站，用于将辅助纱线的自由端从辅助纱线源供应到旋转的锭子轴，该锭子轴具有锭子管，该锭子管提供将要缠绕到其上的纱线的卷绕自由表面。辅助纱线的自由端从喂纱嘴供应，该喷嘴将辅助纱线的自由端与空气一起推动到旋转锭子的锭子管。该***还设有指状元件，以将辅助纱线的自由端缠绕到锭管上后，将辅助纱线固定在喂纱喷嘴的外部，以形成穿线部分。为此，设置有自动处理装置以处理喂纱嘴和指状元件两者以进行穿线操作。一旦穿线，辅助纱线的末端就通过另一个指状元件进行定位，以将其接头到从牵伸组件前罗拉所产生的粗纱上。

JP03199436A公开的纱线接头***具有几个缺点。 所述缺点之一是由于辅助纱线的自由端到锭子管的表面的粘附性差而导致辅助纱线的自由端到锭子管的缠绕操作失败，特别是当锭子管处于旋转状态时，落纱后排空纱线。另一个缺点是，在主轴管保持旋转以保持适当的张力的同时进行穿线操作，该辅助管作用在喂纱喷嘴外侧的辅助纱线上，并防止了穿线部分下垂。然而，实际上发现，由于锭子管的旋转，在定位纱线时，穿线要求高精度，因此穿线操作更加困难和复杂。

由上述分析可以看出，目前的搭接***是基于现有的断头检测，针对单工位实施的搭接，由于断头的原因很多，导纱钩的尾部姿态也不具有统一性，因此现行的搭接***，在接到断头信号进行搭接时，是一种固定模式的操作，当实际断头情况去设定的模式不同时，就不能完成搭接工作，甚至导致断头情况更加恶化。

综上所述，迫切需要一种环锭纺细纱机纱线断头智能搭接***来实现快速断线搭接和对搭接的实时检测。

发明内容

本发明要实现的目标是实现快速断线搭接和对搭接动作的实时检测：

为了是想上述目标，本发明提供一种环锭纺细纱机纱线断头智能搭接***。

本发明所采用的具体技术方案为：

一种环锭纺细纱机纱线断头智能搭接***，包括：

—搭接装置，搭接装置包括沿环锭纺细纱机一侧运动的机械臂和固定在机械臂上执行末端的纱线断头搭接器；所述搭接器包括：

•纱线供给装置，用于将辅助纱线的自由端提供给旋转的锭子上的纱管，并辅助所述自由端缠绕在所述纱管上，所述纱线供给装置包括喂纱器喷嘴，用于将所述辅助纱线的自由端吹送到所述旋转锭子的纱管上；

•纱线控制装置，包括空气抽吸装置和控制模块，空气抽吸装置控制空气抽吸到喂纱器喷嘴，控制模块向空气抽吸装置提供激活信号，控制辅助纱线的自由端缠绕到纱管上，并控制主轴管的旋转。

—检测装置，用于检测罗拉、导纱钩、钢丝圈和芯丝的运行状态；

—分别与搭接装置和检测装置相连的控制模块；

—检测装置包括罗拉检测装置、导纱钩检测装置、钢丝圈检测装置和芯丝检测装置。

—控制模块包括信号接收模块、信号处理模块、中央控制器、指令处理模块，通讯模块和存储模块；

•所述信号接收模块与信号处理模块相连，并接收检测装置和机械臂的轨迹信号，将信号整合后发送给信号处理模块；

•信号处理模块与中央控制器和存储模块相连，将接收的信号与存储模块中的预置信息比对，并把分析结果发送给中央控制器；

•中央控制器与指令处理模块、通讯模块和存储模块分别相连，根据所述分析结果，中央处理器与存储模块中的存储数据比对后分别向指令处理模块、通讯模块发出动作指令，并将这一过程记录在存储模块中；

•所述通讯模块设有与控制室相连的外连接口，用于控制室通过控制模块控制搭接***动作。

•所述存储模块设有预置信息存储器、运行记录存储器和示教存储器，预置信息存储器与信号处理模块相连，运行记录存储器和示教存储器与中央控制器相连。

采用这样的设计，检测装置通过自身的罗拉检测装置、导纱钩检测装置、钢丝圈检测装置和芯丝检测装置，来检测：

1.罗拉上纱线的状态，包括纱线是否断线，纱线是否缠绕在罗拉上，搭接完成后，纱线是否在罗拉上正常运行；

2.导纱钩的尾部姿态，搭接完成后纱线是否进入导纱钩；

3.钢丝圈的运行情况，搭接完成后钢丝圈是否挂在纱线上；

4.搭接前和搭接后芯丝在是否被包裹在纱线内。

其中，与已知的纱线搭接***相反，本发明提出的***中包括纱线供给装置工具，其中至少安装有喂纱器喷嘴，通过喂纱器喷嘴喷出的气流带动辅助纱线的自由端缠绕到纱管，而其中纱线控制装置，则来控制气流和纱线的进给动作。

其中，空气的吸入发生在纱线进给喷嘴本身中，该空气进给用于供给辅助纱线的自由端，因此，在穿线和接头期间，能够将纱线供给喷嘴外侧的辅助纱线保持为适当的张力，而无需使锭管旋转，也不会从辅助源卷绕辅助纱线，以这种方式，显著地提高了穿线和接头操作的可靠性。

另外，在所要求保护的***中，喂纱喷嘴安装在纱线处理工具上，该纱线处理工具适合处理纱线固定装置，例如抓持元件，该纱线固定装置涉及在喂纱喷嘴的外部形成穿线部分。 因此，由于可以使用相同的处理工具进行穿线和接头操作，因此大大提高了纱线处理的精确度。

作为本发明的进一步改进，所述信号处理模块对罗拉检测装置和导纱钩检测装置的信号处理遵循如下数学模型：

简化向量式：

矩阵式：

其中：

x和y为罗拉检测装置检测到的纱线轨迹坐标或导纱钩检测装置检测到的导纱钩尾端的位置坐标；

T为导纱钩尾端的位置坐标的数据集，在公式中采用T表示该数据集中坐标的个数；

i的数值等于k和l，i为所测导纱钩尾端的位置坐标的标记数，也即第几组坐标值；

λ为特征函数的权重，

μ为位置参数，

s为导纱钩尾端的位置坐标的状态特征函数,依赖于当前和前一个位置；

t为导纱钩尾端的位置坐标的位移特征函数，依赖于当前位置；

s和t都依赖于位置，是局部特征函数，通常，特征函数和取值为1或0：当满足特征条件时取值为1，否则为0。

l用于表示当前的位置标记数；

w为最大熵模型的参数，

p和z为优化后的最优坐标值。

采用这样的设计，检测装置通过自身的罗拉检测装置、导纱钩检测装置、钢丝圈检测装置和芯丝检测装置，来检测，

这些检测数据传递给信号处理模块，信号处理模块对检测信号的优化处理符合上面的条件随机场的目标函数，其定义式有两个参数，分别是对转移状态和位置的特征的权值参数，简化向量式是为了方便计算把两个参数合二为一了，其原理相同，矩阵式是为了适合编程进行的调整，其中我们通过最大熵模型的求解算法进行求解的权值，最后检查建立模型的有效性，计算期望比对观察是否相符，其中：

。

即在这个是指求的参数y使得y在x 的条件下概率最大，然后把上面的简化向量式带进去即可得到上式的第二行，然后把归一化的去掉，求其非归一化的概率，因为我们计算出概率的目的是为了比较，因此是不是概率我们不关心，我们关心的是大小，因此可以去掉，同时计算量就会下降，这样就得到了上面的目标式。进而得出最优化的：

。

使用维特比算法， 把最优化目标表达式改为：

其中：

通过维特比算法求解：

输入：模型特征向量F（y，x）和权值向量w，

检测序列

；

输出：最优路径

初始化：

递推：对于i=2,3，...，n

终止

返回路径

求得最优值

。

根据这个最优值，中央控制做出判断：

1.罗拉上纱线的状态，包括纱线是否断线，纱线是否缠绕在罗拉上，缠绕在罗拉上的纱线团是正常状态，还是故障状态，并向控制室发出判断信号，必要时进行人工干预；

2.导纱钩的尾部姿态，由于导纱钩通过钢丝缠绕而成，由于钢丝的回弹量不同，而无法做到形状统一，且在于运动的过程中，由于钢丝圈的悬臂结构，钢丝圈的尾部始终处于颤抖状态，通过上述最优算法，中央控制得到每个钢丝圈尾部的最佳位置，重新规划机械臂的动作轨迹完成搭接中穿线动作；

3.钢丝圈的运行情况，钢丝圈的实际形状是否能正常使用，是否需要更换；

4.搭接前和搭接后芯丝在是否被包裹在纱线内，通过最优值确认芯丝在加捻动作中的姿态和位置，判断其在纱线内的位置是否符合设计要求；

基于上述检测，反馈，和信号处理，对现有搭接***存在固定模式的操作进行补充优化，实现自动化搭接的智能化。

作为本发明进一步改进，所述罗拉检测装置、导纱钩检测装置、钢丝圈检测装置和芯丝检测装置均包括相机、镜头、光源、光源控制器和网线，其中所述镜头为远心镜头。

远心镜头，主要是为了纠正传统工业镜头视差而设计，它可以在一定的物距范围内，使得到的图像放大倍率不会变化，这是由于光线在光学***内的特定路径而产生的：只有重心线（或“主光线”）平行于光机主轴时，才能被物镜捕获到。因此，前端镜头的直径至少要与物方视场对角线一样大。

这种光学行为通过将孔径光阑精确定位于前方光学组的焦平面上而获得：入射光瞄准看似来自于无限远处的入射光瞳这对被测物不在同一物面上的情况是非常重要的应用，尤其是本申请中，所检测部件均处于不停地运动中，此时应用远心镜头进行检测，可以得到精准的检测数据。远心镜头设计目的就是消除由于被测物体离镜头距离的远近不一致，造成放大倍率不一样。根据远心镜头分类设计原理分别为：

1）物方远心光路设计原理及作用：

物方远心光路是将孔径光阑放置在光学***的像方焦平面上，物方主光线平行于光轴主光线的汇聚中心位于物方无限远，称之为：物方远心光路。其作用为：可以消除物方由于调焦不准确带来的，读数误差。

2）像方远心光路设计原理及作用：

像方远心光路是将孔径光阑放置在光学***的物方焦平面上，像方主光线平行于光轴主光线的汇聚中心位于像方无限远，称之为：像方远心光路。其作用为：可以消除像方调焦不准引入的测量误差。

3）两侧远心光路设计原理及作用：

综合了物方/像方远心的双重作用。主要用于视觉测量检测领域。

而本申请中，通过相机、镜头、光源、光源控制器和网线的组合，利用远心镜头的原理得到多组清晰精准的检测部位图像，对检测目标进行优化处理，得到最优值，用来判断其工作状态是否正常或指导机械臂进行搭接动作的轨迹优化。

作为本发明进一步改进，所述罗拉检测装置和导纱钩检测装置分别由成角度配置的两套包括相机、镜头、光源、光源控制器和网线检测装置组成。

通过两组检测装置检测同一个工作位，即罗拉和导纱钩的工作位，能够从空间的角度确定其位置和工作状态，这里工作状态：

1.对罗拉是指缠绕在罗拉上的纱线团是正常状态，还是故障状态，并向控制室发出判断信号，必要时进行人工干预。

2.对导纱钩是指导纱钩的尾部姿态，由于导纱钩通过钢丝缠绕而成，由于钢丝的回弹量不同，而无法做到形状统一，且在于运动的过程中，由于钢丝圈的悬臂结构，钢丝圈的尾部始终处于颤抖状态，通过上述最优算法，中央控制得到每个钢丝圈尾部的最佳位置，重新规划机械臂的动作轨迹完成搭接中穿线动作。

作为本发明进一步改进，所述检测装置固定在机械臂的执行末端或机械臂一侧的跟随机械臂行走的支架上。

采用这样的设计，当检测装置固定在机械臂的执行末端时，罗拉检测装置、导纱钩检测装置、钢丝圈检测装置和芯丝检测装置可以合并成一套检测装置，但是在进行检测时，需要多被检测部位进行逐一检测，检测时间长，但是由于共用同一套检测装置，节省了设备成本，对于工作节拍要求不高的工况，这种方案适合使用；当检测装置固定在机械臂一侧的跟随机械臂行走的支架上，罗拉检测装置、导纱钩检测装置、钢丝圈检测装置和芯丝检测装置需要分别设置，即需要四套检测装置，这样好处在于，调整检测位置，多位置检测同时进行，提高了检测速度，但是设备投入成本较高，对于要求检测节拍快的工况，使用此方案。

作为本发明进一步改进，所述机械臂固定在沿环锭纺细纱机一侧运动平台上，所述旋转的锭子设置在所述平台上，所述搭接器上设有纱管夹取装置，断线的纱管被纱管夹取装置从环锭纺细纱机取下，在所述旋转的锭子上完成纱线搭接后，再次被纱管夹取装置放回环锭纺细纱机上的原位。

采用这样设计，旋转的锭子设置在所述平台上，同时在平台上设置断头搭接装置，当断线的纱管被纱管夹取装置从环锭纺细纱机取下，在旋转的锭子上完成，由断头搭接装置将纱线搭接后，放回环锭纺细纱机上的原位，这样就能在搭接的同时，机械臂进行其他的穿线操作，将搭接步骤分开进行，利用流水线的原理，减少整体搭接工作的时间，提高效率。

作为本发明进一步改进，所述通讯模块与环锭纺细纱机纱线断头检测***直接通讯，并记录在运行记录存储器中。采用这样的设计可以直接读取环锭纺细纱机纱线断头检测***直接通讯的检测结果，结合本申请中的检测装置，实现重点位置的重点检测，无需检测每一个工位的情况，节省工作时间，提高检测效率和搭接效率。

作为本发明进一步改进，所述纱管夹取装置设有负压取线装置，用于从断线的纱管中接取纱线断头。

作为本发明进一步改进，所述平台上设有负压取线装置，所述纱管夹取装置设有纱线夹取装置，并从负压取线装置中接取纱线断头。

通过负压取线装置，将纱管上的断头取出，利用该断头进行搭接，减少了搭接过中，新的断头的出现，保证了同一个纱管上纱线是一个缠绕起来的。

本发明的积极效果是：

1.通纱线供给装置的纱管夹取装置，将纱管从断头工位取下在机械臂的平台上完成断头搭接后再放回原来的工位，可是实现搭接工序的分布进行，实现多个断头工位的同时搭接工作，不同的搭接工序同时进行，利用流水线生产的原来缩短了多工位同时搭接的整体时间，有理由环锭纺的连续生产。

2.对罗拉、导纱钩、钢丝圈和芯丝进行实时检测，并同归最优算法筛选出当前检测目标的最优坐标，实时指导机械臂调整动作完成纱线的断头搭接。

3.罗拉检测装置、导纱钩检测装置、钢丝圈检测装置和芯丝检测装置的设置，实现了对相应位置的实时检测，包括对搭接前纱线、导纱钩、钢丝圈和芯丝的状态检测，是否符合搭接要求，以及搭接后的搭接结果的检测，保证搭接的成功率。

4.通讯模块的设置可以使搭接***同时共享其他检测***的检测数据，辅助搭接***完成检测的判断，同时也有利于接入工厂的生产信息化管理MES***，为全自动化生产提供了基础。

附图说明

图1展示了本发明纱线处理工具的实施案例的透视图，其展示出了预定长度的辅助纱线的长度L0保持在纱线进给喷嘴的外部的适当位置，并且抓握元件和纱线进给喷嘴一体地附接到处理工具的结构上；

图2展示了图1的纱线处理工具的透视图，其中预定长度L0的辅助纱线的自由端被吹到喂纱喷嘴的外部，同时被纱线保持装置保持在适当的位置；

图3是图1的纱线处理工具的示意性俯视图，展示出了吸气装置和吹气装置的各个文丘里管。纱线保持装置布置在那些文丘里管之间。可以看出，辅助纱线在到达喂纱喷嘴之前先经过文丘里管。为了清楚起见，该图未显示用于将空气注入文丘里管的空气注入器；

图4是图1的实施案例的纱线处理工具的示意性分解图；

图5是图1的实施案例的纱线处理工具的另一透视图；

图6是本发明纱线处理工具的第二种实施方案的透视图；

图7是本发明纱线处理工具的第三种实施方案的透视图；

图8展示出了机械臂的透视图，其中附接有纱线处理工具以用于执行纱线接头***。机械臂设置在行走机构50上，沿着环锭细纱机的一排纺纱单元可移动的安装，可以将机械臂停在特定的纺纱单元上，以进行操作；

图9是机械臂在行走机构上的透视图；

图10是图9局部A的放大图，连接到机械臂并接近空的旋转的锭子管的纱线处理工具的透视图，其中预定长度（L0）的纱线与纺锤管的表面相切，以帮助纱线包裹在锭子管上；

图11展示出了附接至机械臂的纱线处理工具的透视图；

图12是机械臂在行走机构上的另外一个透视图；

图13是图12局部B的放大图，附接到机械臂的纱线处理工具的透视图，展示出了在纱线进给喷嘴和夹持元件之间的螺纹部分“ S”。喂纱嘴旁边的箭头以图形方式表示吸入到喂纱嘴中的空气；

图14是机械臂在行走机构上的第三个透视图；

图15是图14局部C的放大图,附接至机械臂的纱线处理工具的透视图，而辅助纱线的穿线部分“ S”将由环形钢丝圈进行穿线。 附着在纱线处理工具表面的空气导管推动空气，使环行器在环的法兰上移动。在不停止主轴管旋转的情况下进行攻丝操作；

图16展示出了纱线处理工具的示意性透视图，该纱线处理工具附接至机械臂并且被定位成用于将辅助纱线拧入气囊收缩环中；

图17展示出了纱线处理工具的示意性透视图，该纱线处理工具附接至机械臂并且被定位成用于将辅助纱线拼接在发出前牵伸罗拉的粗纱上。为了清楚起见，未示出粗纱，并且仅示出了牵伸组件的前牵伸罗拉；

图18是检测装置及控制模块结构框架图；

图19是检测装置及控制模块信号及程序流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述：

具体实施例：

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述，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发明的限制。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。

以下是参考图1至图17的附图对所要求保护的发明的描述，图1至图17是适用于环锭纺纱机的本发明的示例性实施例，该环锭纺纱机包括彼此相邻布置的一排纺纱工位和共同的环形导轨（如图所示），可上下移动地安装在行走机构50上，行走机构50即工业机器人的行走第七轴，为业内技术人员所熟知，在此不再累述。

在每个纺纱工位，机械臂在自动对中效准后，可进行断纱的搭接操作，在旋转的锭子上放置纱管4，在纱管4上通过以公知的方式纺丝形成纱线的纱卷，在纺纱过程中，环形钢丝圈2和其中穿过的纱线绕着环1的钢领3上的纱管4绕行，以便将纱线缠绕到纱管4的表面上，在旋转的纱管4上方布置有一个环5，导纱器和牵伸组件，其包括后、中和前牵伸罗拉，从中牵伸粗纱。

机械臂7，其可以附接有纱线处理工具8以用于执行纱线搭接***和方法，机械臂7沿着环锭细纱机的成排的细纱单元可移动地安装在行走机构50上。所要求保护的***包括控制模块，该控制模块置被配置为向机械臂7提供信号，以便当所述控制模块接收到来自机械臂7的信号时，机械臂7自动沿着一排纺纱工位移动到特定的纺纱位置，传感器元件检测相应纺纱位置处的纱线断裂，机械臂7具有至少六个运动自由度，以允许仅一个纱线处理工具8自己产生辅助纱线12的穿线部分。

如前面所述，本发明涉及一种纱线接头***和方法，其中接头过程是通过将辅助纱线12的自由端12a供应到旋转锭子的纱管4上而进行的，因此，所要求保护的***和方法不处理接头纱线的断头，而是处理将辅助纱线12的自由端12a接头在旋转的纱管4上。

可附接到机械臂7的纱线处理工具8本身构成本发明的可要求保护的方面。 纱线处理工具8包括可附接到机械臂7的固定结构9，以及附接到固定结构9的端部9a的纱线进给喂纱器喷嘴10和夹持元件11，夹持元件11和喂纱器喷嘴10一体地安装在机械臂8上。

喂纱器喷嘴10用于将辅助纱线12的自由端12a供应到旋转的锭子的纱管4上，辅助纱线的自由端12a将被缠绕在其上，当机械臂7执行特定且精确的运动以使所述夹持元件11保持或夹持辅助纱线12并形成穿线部分时，夹持元件11用于将辅助纱线12紧固在喂纱器喷嘴10的外部，完成辅助纱线12的“ S”型穿线动作。

此外在图6、图7、图13和图15所示的内中展示了另外一种穿结构，该结构无需使用夹持元件11即可完成将辅助纱线12紧固在喂纱器喷嘴10的外部，形成辅助纱线12的“ S”型穿线动作：

该结构的特点在于在固定结构9中的侧方设置凹型槽9A,凹型槽9A设置在第一文丘里管13和第二文丘里管14之间,与纱线保持装置“ R”共同作用，喂纱器内部形成半开放式的穿线部分，完成辅助纱线12的“ S”型穿线动作。

对于所示的案例，在纱线处理工具8上还布置有空气吸入装置和空气吹出装置，以分别允许将空气吸入和将空气注入到纱线进给喂纱器喷嘴10中。纱线保持装置构造成将纱线保持装置的预定长度L0保持在适当位置。在喂纱器喷嘴10外侧的辅助纱线12也布置在吸气和吹气装置之间的纱线处理工具8上。

与已知的***和方法相反，辅助纱线的自由端12a不朝着旋转的纱管4排出，而是由纱线保持装置“ R”保持并通过吹气切向的定位在纱管4的表面上 ：将辅助纱线引入到喂纱器喷嘴10中，一旦辅助纱线12的自由端12a粘附到旋转的纱管4的表面上，绕在纱管4周围的纱线的拉力就不能通过保持力来保持。提升弹簧加载的滑板15。因此，另一段辅助纱线12通过纱线喂纱器喷嘴10喂入，以便缠绕在纱管4上。活塞和气缸组件16的行程配置为驱动多根辅助纱线12。压缩弹簧17抵靠在滑板15上，从而使辅助纱线12发生滑动而不会引起纱线断裂。

纱线处理工具8的端部9a在固定结构9中被配置为公差吸收结构，其包括附接到两个板20a，20b的柔性金属带18，以使固定结构9的端部9a弯曲，以吸收纱线接头***的操作公差，这样，即使喂纱器喷嘴10或把持元件11中的任一个意外地与环锭纺纱机的齿圈碰撞，也能够防止机械臂7停止工作，保证搭接动作的连续性，此外，在机械臂7未将纱线处理工具8对应于可动环轨定位在正确的位置的情况下，公差吸收结构有助于减少穿线操作的失败。

下面，参照附图对所要求保护的用于辅助纱线接头的方法进行描述：

一旦在环锭细纱机的一个纺纱工位上检测到纱线断头，机械臂7就从***的处理和控制装置接收信号，沿着纺纱工位移动并居中位于锭子管的前面纱线断头的纺纱工位。

在第一步中，预定长度的辅助纱线L0被供应到喂纱器喷嘴10，并通过弹簧加载的滑板15将辅助纱线12的一部分抵靠在第二纱线上而保持在喂纱器喷嘴10的外部的适当位置。

在第二步中，空气被注入到第二文丘里管14和空气喷射器组件，吹辅助纱线12供给喂纱器喷嘴10对准纱管4的辅助纱线12的长度L0的自由端部12a。

在第三步中，机械臂7使纱线处理工具8到达旋转的纱管4，从而通过将空气吹入喂纱器喷嘴10而将辅助纱线12的预定长度L0切向地定位在纱管4的表面上， 为了确保辅助纱线的自由端12a被正确地缠绕在轴管4的表面上，该纱线处理工具8由振荡垂直辅助纱线12的长度L0是在不同的管的高度切向定位。

然后，辅助纱线12的自由端12a没有缠绕在纱管4的表面上时，控制模块便发出信号，纱线保持装置的活塞和气缸组件16释放预定长度L0 在辅助纱线12的预定长度的第二预定长度上，机械臂7动作，辅助纱线12向后或向前定位操纵工具8的纱线供给喷嘴10相对于辅助纱线12的位置，辅助纱线12的第二预定长度保持在适当的位置上，该信号被提供给新的信号时，纱线保持装置“ R”的活塞和气缸组件16动作，以将这次的第二预定长度的辅助纱线12保持在纱线供给喷嘴10的外部。

保留在喂纱器喷嘴10外部的辅助纱线12的长度L0主要取决于要包裹纱线的表面的摩擦系数。例如，如果纱管4的表面没有纱线，则辅助纱线12的较长的长度L0对于辅助包裹纱线可能是必要的，而如果自由端12a将位于其上的表面则需要最短的长度L0。

辅助纱线12的自由端12a的缠绕触发纱管4的停止旋转并启动空气抽吸装置以将空气抽吸到纱线进给喷嘴10内。对于所示的实施案例，空气的抽吸通过注入空气来进行。进入第一文丘里管13和空气喷射器组件。此外，也可以设计其他的空气抽吸装置，用于将空气抽吸到喂纱器喷嘴10中。

上述描述介绍了本申请中搭接装置的组成和用法，而这些用法是在检测装置和控制模块的控制下进行的，下面详细介绍测装置和控制模块的控制：

首先，控制模块接受来自环锭纺细纱机断头检测***的断头信号，行走机构50将机械臂7送至相应的断头工位。

检测装置固定机械臂7的执行末端时，机械臂自上而下依次将检测装置靠近芯丝，罗拉，导纱钩，和钢丝圈，此时检测结果，作为输入量，进入信号处理模块，按给定的数学模型进行初始化，递推，计算出最优值，并将最优值发送给中央控制器，中央控制器将最优值与存储模块中的预置数据对比，得出该检测位置的状态，发送给控制室，同时向机械臂发出最优轨迹的动作指令，指导机械臂7进行搭接动作。

搭接同时，检测装置持续检测钢丝圈，导纱钩和罗拉，将搭接的结果与存储模块中的关于搭接成功的预置数据对比，得出搭接成功与否的判断，当搭接成功时，机械臂7转入下一工位，否则重复搭接动作。

当检测装置固定在机械臂一侧的跟随机械臂行走的支架上时，行走机构50将机械臂7和检测装置送至工作位后，检测装置即对准检测位置，无需调整，检测及控制流程和上述相同，不再累述，不同之处在于，机械臂动作的同时检测装置持续检测其相应的位置，而无需通过机械来调整检测装置的位置，提高了工作效率。

前述内容已经宽泛地概述出各个实施例的一些方面和特征，其应该被解释为仅是各个潜在应用的说明。其他有益结果可以通过以不同方式应用公开的信息或通过组合公开的实施例的各个方面来获得。在由权利要求限定的范围的基础上，结合附图地参考对示例性实施例的具体描述可获得其他方面和更全面的理解。

此外本发明还公开了以下技术方案：

方案一：

罗拉检测装置、导纱钩检测装置、钢丝圈检测装置和芯丝检测装置均包括相机、镜头、光源、光源控制器和网线，其中所述镜头为远心镜头。

方案二：

罗拉检测装置和导纱钩检测装置分别由成角度配置的两套包括相机、镜头、光源、光源控制器和网线检测装置组成。

方案三：

机械臂固定在沿环锭纺细纱机一侧运动平台上，所述旋转的锭子设置在所述平台上，搭接器上设有纱管夹取装置，断线的纱管被纱管夹取装置从环锭纺细纱机取下，在旋转的锭子上完成纱线搭接后，再次被纱管夹取装置放回环锭纺细纱机上的原位。

方案四：

纱管夹取装置设有负压取线装置，用于从断线的纱管中接取纱线断头。

方案五：

平台上设有负压取线装置，所述纱管夹取装置设有纱线夹取装置，并从负压取线装置中接取纱线断头。

上述实施例对本发明做了详细说明。当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也不仅限于上述例子，相关技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或减少、替换，也属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种环锭纺细纱机纱线断头智能搭接***，包括：

—搭接装置，搭接装置包括沿环锭纺细纱机一侧运动的机械臂和固定在机械臂上执行末端的纱线断头搭接器；所述搭接器包括：

·纱线供给装置，用于将辅助纱线的自由端提供给旋转的锭子上的纱管，并辅助所述自由端缠绕在所述纱管上，所述纱线供给装置包括喂纱器喷嘴，用于将所述辅助纱线的自由端吹送到所述旋转的锭子的纱管上；

·纱线控制装置，包括空气抽吸装置和控制模块，空气抽吸装置控制空气抽吸到喂纱器喷嘴，控制模块向空气抽吸装置提供激活信号，控制辅助纱线的自由端缠绕到纱管上，并控制主轴管的旋转；

—检测装置，用于检测罗拉、导纱钩、钢丝圈和芯丝的运行状态；

—分别与搭接装置和检测装置相连的控制模块；

其特征在于：

—检测装置包括罗拉检测装置、导纱钩检测装置、钢丝圈检测装置和芯丝检测装置；

—控制模块包括信号接收模块、信号处理模块、中央控制器、指令处理模块、通讯模块和存储模块；

·所述信号接收模块与信号处理模块相连，并接收检测装置和机械臂的轨迹信号，将信号整合后发送给信号处理模块；

·信号处理模块与中央控制器和存储模块相连，将接收的信号与存储模块中的预置信息比对，并把分析结果发送给中央控制器；

·中央控制器与指令处理模块、通讯模块和存储模块分别相连，根据所述分析结果，中央处理器与存储模块中的存储数据比对后分别向指令处理模块、通讯模块发出动作指令，并将这一过程记录在存储模块中；

·所述通讯模块设有与控制室相连的外连接口，用于控制室通过控制模块控制搭接***动作；

·所述存储模块设有预置信息存储器、运行记录存储器和示教存储器，预置信息存储器与信号处理模块相连，运行记录存储器和示教存储器与中央控制器相连。

2.根据权利要求1所述一种环锭纺细纱机纱线断头智能搭接***，其特征在于，所述信号处理模块对罗拉检测装置和导纱钩检测装置的信号处理遵循如下数学模型：

简化向量式：

矩阵式：

其中：

x和y为罗拉检测装置检测到的纱线轨迹坐标或导纱钩检测装置检测到的导纱钩尾端的位置坐标；

T为导纱钩尾端的位置坐标的数据集，在公式中采用T表示该数据集中坐标的个数；

i的数值等于k和l，i为所测导纱钩尾端的位置坐标的标记数，也即第几组坐标值；

λ为特征函数的权重，

μ为位置参数，

s为导纱钩尾端的位置坐标的状态特征函数,依赖于当前和前一个位置；

t为导纱钩尾端的位置坐标的位移特征函数，依赖于当前位置；

s和t都依赖于位置，是局部特征函数，通常，特征函数和取值为1或0：当满足特征条件时取值为1，否则为0，

l用于表示当前的位置标记数；

w为最大熵模型的参数，

p和z为优化后的最优坐标值。

3.据权利要求1所述一种环锭纺细纱机纱线断头智能搭接***，其特征在于，所述罗拉检测装置、导纱钩检测装置、钢丝圈检测装置和芯丝检测装置均包括相机、镜头、光源、光源控制器和网线，其中所述镜头为远心镜头。

4.根据权利要求2所述一种环锭纺细纱机纱线断头智能搭接***，其特征在于，所述罗拉检测装置和导纱钩检测装置分别由成角度配置的两套包括相机、镜头、光源、光源控制器和网线检测装置组成。

5.根据权利要求3所述一种环锭纺细纱机纱线断头智能搭接***，其特征在于，所述检测装置固定在机械臂的执行末端或机械臂一侧的跟随机械臂行走的支架上。

6.根据权利要求1至4其中任意一项所述一种环锭纺细纱机纱线断头智能搭接***，其特征在于，所述机械臂固定在沿环锭纺细纱机一侧运动平台上，所述旋转的锭子设置在所述运动平台上，所述搭接器上设有纱管夹取装置，断线的纱管被纱管夹取装置从环锭纺细纱机取下，在所述旋转的锭子上完成纱线搭接后，再次被纱管夹取装置放回环锭纺细纱机上的原位。

7.根据权利要求5所述一种环锭纺细纱机纱线断头智能搭接***，其特征在于，所述通讯模块与环锭纺细纱机纱线断头检测***直接通讯，并记录在运行记录存储器中。

8.根据权利要求5所述一种环锭纺细纱机纱线断头智能搭接***，其特征在于，所述纱管夹取装置设有负压取线装置，用于从断线的纱管中接取纱线断头。

9.根据权利要求5所述一种环锭纺细纱机纱线断头智能搭接***，其特征在于，所述运动平台上设有负压取线装置，所述纱管夹取装置设有纱线夹取装置，并从负压取线装置中接取纱线断头。

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