[發明專利]一種帶視覺的自動落紗機

在審

• 申請號: 201710228839.4
• 申請日: 2017-04-10
• 公開（公告）號: CN106995955A
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發明（設計）人: 安劍奇;劉順;陳鑫;吳敏;彭凱;曹衛華
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: D01H9/04
• 分類號: D01H9/04
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司42238
• 代理人: 曹雄

1.一種帶視覺的自動落紗機，其特征在于：包括前后絲桿、前后線性模組、前后方向伺服電機、左右絲桿、左右方向伺服電機、左右線性模組、上下線性模組、上下方向伺服電機、末端執行器、前后連接件、主車、光電傳感器、機器視覺控制系統以及控制系統；所述前后絲桿、前后線性模組、前后方向伺服電機、左右絲桿、左右方向伺服電機、左右線性模組、上下線性模組、上下方向伺服電機以及末端執行器通過連接構成一個三維坐標系機械臂；所述的機械臂固定在主車上，末端執行器能夠在前后、上下、左右三個維度相對于主車直線運動，三個維度運動的疊加形成機械臂末端執行器的運動軌跡；所述光電傳感器用于在落紗機主車沿紡紗機做勻速直線運動過程中檢測流水線各紗錠的固定距離和紗錠數目，給出末端執行器運動的動作位置；所述視覺控制系統用于識別出末端執行器和紗錠，得到末端執行器的準確位置和將要抓取的紗錠的準確位置，通過紗錠的準確位置計算出末端執行器的期望位置，將末端執行器的準確位置和期望位置相比較得到偏差，給出機械臂末端執行器抓取紗錠需要移動的位置。

2.如權利要求1所述的一種帶視覺的自動落紗機，其特征在于：所述主車速度編碼器實時記錄主車的速度并反饋給控制系統，使控制系統控制機械臂的左右絲桿實時準確得跟蹤主車速度，保持左右絲桿的運動方向與主車相反，左右絲桿的運動速度與主車速度大小一致。

3.如權利要求1所述的一種帶視覺的自動落紗機，其特征在于：所述機械臂的末端執行器上設有2N個插拔紗裝置，前N個插拔紗裝置負責落紗，后N個插拔紗裝置負責插筒管，N是大于或者等于1的整數。

4.如權利要求3所述的一種帶視覺的自動落紗機，其特征在于：所述機械臂的末端執行器上的插拔紗裝置包括頂松進氣孔、頂松活塞、抓管器氣囊以及抓管器氣囊進氣孔；在落紗時抓管器氣囊套住纏滿紗的筒管的未纏紗線的上部，同時高壓空氣通過抓管器氣囊進氣孔進入抓管器氣囊，抓管器氣囊迅速膨脹，夾持住纏滿紗的筒管的未纏紗線的上部；當插拔紗裝置上拔筒管時氣流經過頂松進氣孔推動頂松活塞運動將纏滿紗的筒管與錠桿脫離，從而實現對纏滿紗的筒管的拔離。

5.如權利要求1所述的一種帶視覺的自動落紗機，其特征在于：所述光電傳感器在落紗機主車沿紡紗機做勻速直線運動過程中檢測流水線各紗錠的固定距離和紗錠數目，當達到抓取數目時向控制系統發出運動信號，控制系統根據流水線各紗錠的固定距離使機械臂的末端執行器運動到動作位置，末端執行器加速運動到動作位置，并保持左右絲桿的運動與主車的運動方向相反大小相同，從而使末端執行器與紗錠保持相對靜止，完成跟蹤控制。

6.如權利要求1所述的一種帶視覺的自動落紗機，其特征在于：所述機器視覺控制系統通過串口與控制系統相互通信；機器視覺控制系統處理落紗機工作環境的視覺信息，識別出機械臂的末端執行器和紗錠，得到機械臂的末端執行器的準確位置和將要抓取的紗錠的準確位置，通過紗錠的準確位置計算出末端執行器的期望位置，將末端執行器的準確位置和期望位置相比較得到偏差，機器視覺控制系統根據偏差給出機械臂末端執行器需要移動的位置并向控制系統發出定位數據，使機械臂末端執行器對準紗錠，同時機器視覺控制系統向控制系統發出插拔紗錠指令，機械臂末端執行器執行插拔動作；完成一次插拔任務后，機械臂末端執行器回到初始位置等待光電傳感器發出下一個運動信號，進行下一次插拔紗錠運動。

7.如權利要求1所述的一種帶視覺的自動落紗機，其特征在于：所述控制系統采用PLC控制系統。