專利名稱：自動(dòng)化抓紗機(jī)及自動(dòng)化抓紗方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及紗染色生產(chǎn)領(lǐng)域，特別是一種自動(dòng)化抓紗機(jī)及自動(dòng)化抓紗方法。
背景技術(shù)：
國內(nèi)現(xiàn)有筒子紗染色生產(chǎn)線基本處于以人工勞力完成紗線物流的方式，由人工完成紗線的抓取。人工抓紗效率低下且工作環(huán)境非常惡劣。并且隨著今年來社會(huì)勞動(dòng)力的減少，在全國大部分地區(qū)已經(jīng)出現(xiàn)用工荒的情況，導(dǎo)致生產(chǎn)中人工成本逐年遞增。且這種趨勢(shì)在今后的數(shù)年甚至數(shù)十年內(nèi)會(huì)繼續(xù)擴(kuò)大，這使得人工抓紗的成本也在上升。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種自動(dòng)化抓紗機(jī)及自動(dòng)化抓紗方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中的人工抓紗效率低下，工作環(huán)境惡劣，用工成本高的問題。本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種自動(dòng)化抓紗機(jī)，包括抓紗單元，抓紗單元包括，用于抓取筒子紗的夾持機(jī)構(gòu)以及驅(qū)動(dòng)夾持機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)和升降的旋轉(zhuǎn)升降機(jī)構(gòu)；平面移動(dòng)機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)抓紗單元在水平面上移動(dòng)。進(jìn)一步地，抓紗單元還包括，導(dǎo)向桿機(jī)構(gòu)，引導(dǎo)夾持結(jié)構(gòu)所夾筒子紗的升降方向； 以及扶穩(wěn)機(jī)構(gòu)，在移動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)保持加持機(jī)構(gòu)所夾的筒子紗的穩(wěn)定。進(jìn)一步地，夾持機(jī)構(gòu)包括支撐板，與旋轉(zhuǎn)升降機(jī)構(gòu)連接；上軸承座，與支撐板固定連接，具有多個(gè)軸承孔；多個(gè)上軸承，分別裝配在上軸承座的多個(gè)軸承孔中；多個(gè)可樞轉(zhuǎn)的傳動(dòng)桿，穿設(shè)在上軸承的內(nèi)孔中；夾持件，固定在每個(gè)傳動(dòng)桿下部，相鄰的夾持件之間形成用于夾持筒子紗的夾持空間；驅(qū)動(dòng)裝置，安裝在支撐板上，與傳動(dòng)桿連接并驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)桿轉(zhuǎn)動(dòng)。進(jìn)一步地，上軸承和傳動(dòng)桿均為兩個(gè)。進(jìn)一步地，傳動(dòng)桿中的第一傳動(dòng)桿上固定設(shè)有與驅(qū)動(dòng)裝置連接的帶推桿扇形齒板，第二傳動(dòng)桿上固定設(shè)有齒形板，帶推桿扇形齒板與齒形板嚙合。進(jìn)一步地，夾持件包括連接在傳動(dòng)桿下部的抓紗桿和連接在抓紗桿上的弧形板， 兩個(gè)弧形板弧面相對(duì)，對(duì)稱布置。進(jìn)一步地，夾持機(jī)構(gòu)還包括，定距軸套，具有兩個(gè)軸套孔，兩個(gè)軸套孔分別與兩個(gè)抓紗桿下部連接，限定兩個(gè)抓紗桿之間的間距。 進(jìn)一步地，驅(qū)動(dòng)裝置為氣缸組合體，氣缸組合體的輸出端驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)桿。進(jìn)一步地，夾持機(jī)構(gòu)還包括，下軸承座，與支撐板緊固連接，設(shè)置在上軸承座下方， 下軸承座的軸承孔分別與上軸承座的軸承孔同心；以及下軸承，裝配在下軸承座的軸承孔中。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種自動(dòng)化抓紗方法，使用上述任意一項(xiàng)的自動(dòng)化抓紗機(jī)，包括以下步驟移動(dòng)定位步驟，平面移動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)抓紗單元至抓取筒子紗的水平位置，旋轉(zhuǎn)升降機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)并下降夾持機(jī)構(gòu)至夾持筒子紗的垂直位置；夾持步驟，夾持機(jī)構(gòu)夾持筒子紗；提起移動(dòng)步驟，旋轉(zhuǎn)升降機(jī)構(gòu)上升夾持機(jī)構(gòu)至垂直離開位置，平面移動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)抓紗單元在水平面上運(yùn)送至另一水平位置。進(jìn)一步地，重復(fù)移動(dòng)定位步驟、夾持步驟和提起移動(dòng)步驟，由紗籠的外圈至內(nèi)圈依次抓取多個(gè)筒子紗。通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)是，通過自動(dòng)化方式完成抓紗，彌補(bǔ)筒染程序中的這一空缺，提聞了效率，大大節(jié)省了人工成本。


構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中圖I示出了本發(fā)明的自動(dòng)抓紗機(jī)的整體俯視圖；圖2示出了本發(fā)明的自動(dòng)抓紗機(jī)的抓紗單元的示意圖；圖3示出了本發(fā)明的自動(dòng)抓紗機(jī)的雙桿夾持機(jī)構(gòu)的立體圖；圖4示出了本發(fā)明的自動(dòng)抓紗機(jī)的雙桿夾持機(jī)構(gòu)的正視圖；圖5示出了本發(fā)明的自動(dòng)抓紗機(jī)抓取筒子紗的工作狀態(tài)的示意圖；圖6示出了本發(fā)明的自動(dòng)抓紗機(jī)的弧形板抓取筒子紗的示意圖；圖7示出了本發(fā)明的自動(dòng)抓紗機(jī)的目標(biāo)紗籠中的筒子紗布置圖；以及圖8示出了本發(fā)明的自動(dòng)抓紗機(jī)的目標(biāo)紗籠抓取一圈筒子紗之后的布置圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。如圖I所示，本發(fā)明的抓紗機(jī)包括直角坐標(biāo)的平面移動(dòng)機(jī)構(gòu)10和抓紗單元20，用以抓取紗籠中的筒子紗30。其中，如圖2所示，抓紗單元20包括用于抓取筒子紗30的夾持機(jī)構(gòu)21，其中，夾持機(jī)構(gòu)21具有雙桿結(jié)構(gòu)，與夾持機(jī)構(gòu)21連接、具有旋轉(zhuǎn)和升降夾持機(jī)構(gòu)21的功能的旋轉(zhuǎn)升降機(jī)構(gòu)22，引導(dǎo)限定夾持機(jī)構(gòu)21升降方向的導(dǎo)向桿機(jī)構(gòu)23，以及在抓取筒子紗30后穩(wěn)定其位置的扶穩(wěn)機(jī)構(gòu)24，扶穩(wěn)機(jī)構(gòu)24優(yōu)選地具有雙爪。抓紗單元20安裝在具有X、Y方向運(yùn)動(dòng)單元的直角坐標(biāo)的平面移動(dòng)機(jī)構(gòu)10上，由直角坐標(biāo)的平面移動(dòng)機(jī)構(gòu) 10帶動(dòng)做平面移動(dòng)，以定位在需抓取的筒子紗30上方。優(yōu)選地，平面移動(dòng)機(jī)構(gòu)10包括架設(shè)在筒子紗30上方的框式支架，架設(shè)在框式支架上的橫梁和連接在橫梁上的一個(gè)移動(dòng)平臺(tái)，橫梁在框式支架上移動(dòng)提供一個(gè)方向的移動(dòng)，移動(dòng)平臺(tái)在橫梁上移動(dòng)提供垂直的另一個(gè)方向的移動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)X、Y方向的直角坐標(biāo)移動(dòng)，具體移動(dòng)方式可以是本領(lǐng)域常用的齒條或皮帶等方式。旋轉(zhuǎn)升降機(jī)構(gòu)22包括一個(gè)旋轉(zhuǎn)支架，該旋轉(zhuǎn)支架與上述的移動(dòng)平臺(tái)連接，可相對(duì)移動(dòng)平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)，例如是環(huán)形齒輪的互相嚙合，可由電機(jī)或其他驅(qū)動(dòng)件驅(qū)動(dòng)。在旋轉(zhuǎn)支架上連接豎直支架，豎直支架與旋轉(zhuǎn)支架之間緊固連接，通過皮帶等機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)豎直支架相對(duì)旋轉(zhuǎn)支架豎直升降，夾持機(jī)構(gòu)21再固定連接在豎直支架上，夾持機(jī)構(gòu)21在豎直支架的直線導(dǎo)軌上做上下運(yùn)動(dòng)，動(dòng)力由豎直支架頂端的電機(jī)輸出通過同步帶傳遞給夾持機(jī)構(gòu)21。如圖3、圖4所示，夾持機(jī)構(gòu)21的一個(gè)實(shí)施例的具體結(jié)構(gòu)如下
支撐板1，與旋轉(zhuǎn)升降機(jī)構(gòu)22相連接。上軸承座8與支撐板I緊固連接，下軸承座 9位于上軸承座8下方，與支撐板I緊固連接，并且兩個(gè)內(nèi)圓分別與上軸承座的兩個(gè)內(nèi)圓同心。用于與導(dǎo)向桿機(jī)構(gòu)23連接的導(dǎo)軌滑塊16與所述支撐板I緊固連接。兩組上軸承12 和下軸承13分別裝配在上軸承座8和下軸承座9的內(nèi)圓中。夾持機(jī)構(gòu)具有第一傳動(dòng)桿6和第二傳動(dòng)桿7,第一傳動(dòng)桿6與帶推桿扇形齒板4緊固連接，第二傳動(dòng)桿7與齒形板5緊固連接，優(yōu)選地，齒形板5呈扇形。第一傳動(dòng)桿6與帶推桿扇形齒板4的裝配體上下插入上軸承12和下軸承13的內(nèi)孔裝配，第二傳動(dòng)桿7與齒形板5的裝配體上下插入另一組上軸承12和下軸承13的內(nèi)孔裝配，并使所述帶推桿扇形齒板4的齒形與齒形板5的齒形嚙合。氣缸組合體3,包括氣缸、氣缸座和鉸鏈?zhǔn)捷S頭。帶推桿扇形齒板4的推桿插入氣缸組合體3伸出的鉸鏈?zhǔn)捷S頭孔內(nèi)。氣缸座耳2與支撐板I緊固連接，氣缸座耳2通過銷軸與氣缸組合體3的氣缸座裝配連接。兩個(gè)剛性弧形板14，分別與兩個(gè)抓紗桿11緊固連接，并對(duì)稱制作。對(duì)稱的弧形板 14與抓紗桿11的緊固連接體，分別與第一傳動(dòng)桿6及第二傳動(dòng)桿7的下端裝配并緊固。定距軸套15與兩個(gè)抓紗桿11底部裝配以限定兩個(gè)抓紗桿11之間的間距。組合的夾持機(jī)構(gòu)21中，由氣缸組合體3做出伸出和縮回動(dòng)作，通過第一傳動(dòng)桿6、 第二傳動(dòng)桿7和抓紗桿11的傳動(dòng)，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)弧形板14等角度的開合運(yùn)動(dòng)，以完成抓紗動(dòng)作。本發(fā)明的自動(dòng)抓紗機(jī)的工作過程如下如圖5、圖6所示，具有X、Y方向運(yùn)動(dòng)單元的直角坐標(biāo)的平面移動(dòng)機(jī)構(gòu)10帶動(dòng)抓紗單元20運(yùn)動(dòng)，定位到紗籠的最外圈的某一柱筒子紗30上方，旋轉(zhuǎn)升降機(jī)構(gòu)22旋轉(zhuǎn)一定角度，并且降低夾持機(jī)構(gòu)21的高度降至弧形板14能夠抓住筒子紗30底部的高度。具有X、Y方向運(yùn)動(dòng)單元的直角坐標(biāo)的平面移動(dòng)機(jī)構(gòu)10運(yùn)動(dòng)，使兩弧形板14靠緊目標(biāo)筒子紗，并且氣缸組合體3做伸出運(yùn)動(dòng)，使兩個(gè)弧形板14旋轉(zhuǎn)抓合，抓緊筒子紗30。之后，旋轉(zhuǎn)升降機(jī)構(gòu)22做提升運(yùn)動(dòng)，使抓取的筒子紗30離開紗籠，具有X、Y方向運(yùn)動(dòng)單元的直角坐標(biāo)的平面移動(dòng)機(jī)構(gòu)10運(yùn)動(dòng)，把一串筒子紗運(yùn)送到下一個(gè)物流單元。如圖7、圖8所示，自動(dòng)抓紗機(jī)重復(fù)完成任意紗籠中所有筒子紗的抓紗運(yùn)動(dòng)，需從外圈到內(nèi)圈依次進(jìn)行抓紗運(yùn)動(dòng)，待外圈筒子紗抓完后，給弧形板14讓出抓紗空間后，再進(jìn)行內(nèi)圈的抓紗運(yùn)動(dòng)。除了上述實(shí)施例以外，本領(lǐng)域技術(shù)人員容易在本發(fā)明的思想下采用替代的手段， 例如使用鉗狀抓手取代本發(fā)明的弧形板，設(shè)置三個(gè)或更多的傳動(dòng)和抓紗桿圍繞筒子紗體， 使用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)取代本發(fā)明的氣缸驅(qū)動(dòng)等等。根據(jù)本發(fā)明的自動(dòng)抓紗機(jī)和自動(dòng)抓紗方法，具有如下有益效果改變現(xiàn)在國內(nèi)傳統(tǒng)染色的物流環(huán)節(jié)處于人工上料卸料的狀態(tài)，進(jìn)行自動(dòng)化抓紗， 解決有與無的問題，由此提高了效率，降低了人工成本。此方法適用于絕大部分立式染色筒子紗紗籠，通用性好。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種自動(dòng)化抓紗機(jī)，其特征在于，包括抓紗單元(20)，所述抓紗單元(20)包括，用于抓取筒子紗(30)的夾持機(jī)構(gòu)(21)以及驅(qū)動(dòng)所述夾持機(jī)構(gòu)(21)旋轉(zhuǎn)和升降的旋轉(zhuǎn)升降機(jī)構(gòu)(22)；平面移動(dòng)機(jī)構(gòu)(10)，驅(qū)動(dòng)所述抓紗單元(20)在水平面上移動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自動(dòng)化抓紗機(jī)，其特征在于，所述抓紗單元(20)還包括，導(dǎo)向桿機(jī)構(gòu)(23)，引導(dǎo)所述夾持機(jī)構(gòu)(21)所夾筒子紗的升降方向；以及扶穩(wěn)機(jī)構(gòu)(24)，在所述移動(dòng)機(jī)構(gòu)(10)運(yùn)動(dòng)時(shí)保持所述加持機(jī)構(gòu)(21)所夾的所述筒子紗(30)的穩(wěn)定。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自動(dòng)化抓紗機(jī)，其特征在于，所述夾持機(jī)構(gòu)(21)包括支撐板(I)，與所述旋轉(zhuǎn)升降機(jī)構(gòu)(22)連接；上軸承座(8)，與所述支撐板(I)固定連接，具有多個(gè)軸承孔；多個(gè)上軸承(12)，分別裝配在所述上軸承座(8)的多個(gè)軸承孔中；多個(gè)可樞轉(zhuǎn)的傳動(dòng)桿，穿設(shè)在所述上軸承(12)的內(nèi)孔中；夾持件，固定在每個(gè)所述傳動(dòng)桿下部，相鄰的所述夾持件之間形成用于夾持所述筒子紗的夾持空間；驅(qū)動(dòng)裝置，安裝在所述支撐板(I)上， 與所述傳動(dòng)桿連接并驅(qū)動(dòng)所述傳動(dòng)桿轉(zhuǎn)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動(dòng)化抓紗機(jī)，其特征在于，所述上軸承(12)和所述傳動(dòng)桿均為兩個(gè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自動(dòng)化抓紗機(jī)，其特征在于，所述傳動(dòng)桿中的第一傳動(dòng)桿(6) 上固定設(shè)有與所述驅(qū)動(dòng)裝置連接的帶推桿扇形齒板(4)，第二傳動(dòng)桿(7)上固定設(shè)有齒形板(5)，所述帶推桿扇形齒板(4)與所述齒形板(5)嚙合。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自動(dòng)化抓紗機(jī)，其特征在于，所述夾持件包括連接在所述傳動(dòng)桿下部的抓紗桿(11)和連接在所述抓紗桿(11)上的弧形板(14)，兩個(gè)所述弧形板(14) 弧面相對(duì),對(duì)稱布置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自動(dòng)化抓紗機(jī)，其特征在于，所述夾持機(jī)構(gòu)(21)還包括，定距軸套(15)，具有兩個(gè)軸套孔，所述兩個(gè)軸套孔分別與兩個(gè)所述抓紗桿(11)下部連接，限定兩個(gè)所述抓紗桿(11)之間的間距。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動(dòng)化抓紗機(jī)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)裝置為氣缸組合體(3)，所述氣缸組合體(3)的輸出端驅(qū)動(dòng)所述傳動(dòng)桿。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動(dòng)化抓紗機(jī)，其特征在于，所述夾持機(jī)構(gòu)(21)還包括，下軸承座(9)，與所述支撐板(I)緊固連接，設(shè)置在所述上軸承座(8)下方，所述下軸承座(9) 的軸承孔分別與所述上軸承座(8)的軸承孔同心；以及下軸承(13)，裝配在所述下軸承座(9)的軸承孔中。
10.一種自動(dòng)化抓紗方法，其特征在于，使用如權(quán)利要求1-9任意一項(xiàng)所述的自動(dòng)化抓紗機(jī)，包括以下步驟移動(dòng)定位步驟，所述平面移動(dòng)機(jī)構(gòu)(10)驅(qū)動(dòng)所述抓紗單元(20)至抓取所述筒子紗 (30)的水平位置，所述旋轉(zhuǎn)升降機(jī)構(gòu)(22)旋轉(zhuǎn)并下降所述夾持機(jī)構(gòu)(21)至夾持所述筒子紗的垂直位置；夾持步驟，所述夾持機(jī)構(gòu)(21)夾持所述筒子紗；提起移動(dòng)步驟，所述旋轉(zhuǎn)升降機(jī)構(gòu)(22)上升所述夾持機(jī)構(gòu)(21)至垂直離開位置，所述平面移動(dòng)機(jī)構(gòu)(10)驅(qū)動(dòng)所述抓紗單元(20)在水平面上運(yùn)送至另一水平位置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的自動(dòng)化抓紗方法，其特征在于，重復(fù)所述移動(dòng)定位步驟、所述夾持步驟和所述提起移動(dòng)步驟，由紗籠的外圈至內(nèi)圈依次抓取多個(gè)筒子紗(30)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種自動(dòng)化抓紗機(jī)及自動(dòng)化抓紗方法。本發(fā)明的自動(dòng)化抓紗機(jī)包括抓紗單元，抓紗單元包括，用于抓取筒子紗的夾持機(jī)構(gòu)以及驅(qū)動(dòng)夾持機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)和升降的旋轉(zhuǎn)升降機(jī)構(gòu)；平面移動(dòng)機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)抓紗單元在水平面上移動(dòng)。本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)是，通過自動(dòng)化方式完成抓紗，彌補(bǔ)筒染程序中的這一空缺，提高了效率，大大節(jié)省了人工成本。
文檔編號(hào)B65G47/90GK102583046SQ20121006742
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月14日
發(fā)明者劉琳, 單忠德, 吳雙峰, 孫福臻, 李周, 陳隊(duì)范, 鹿慶福 申請(qǐng)人:機(jī)械科學(xué)研究總院先進(jìn)制造技術(shù)研究中心, 泰安康平納機(jī)械有限公司